historial de los escenarios

Los escenarios del presente informe fueron encargados conjuntamente por Greenpeace y el Consejo Europeo de Energías Renovables a DLR, el Centro Aerospacial Alemán. Los escenarios de suministro se calcularon utilizando el modelo de simulación MESAP/PlaNet, empleado para un estudio similar por el DLR, y cubriendo los 25 países de la UE7. Las perspectivas de demanda energética fueron desarrolladas por Ecofys basándose en el análisis del potencial futuro de medidas de eficiencia energética.

Escenario de Suministro Energetico en el Futuro

El paso de la teoría a la práctica en materia de suministro energético y
mitigación del cambio climático requiere una perspectiva a largo plazo. Construir una infraestructura energética lleva su tiempo; también lo lleva el desarrollo de nuevas tecnologías energéticas. Los cambios en política a
menudo necesitan varios años para que tengan efecto, y cualquier análisis que busque hacer frente a asuntos en materia de energía y medio ambiente debe tener unas miras de al menos medio siglo.

Los escenarios son importantes porque describen posibles vías de desarrollo, porque ofrecen un resumen de las perspectivas de futuro a los responsables de la toma de decisiones y porque indican hasta qué punto pueden modelar el sistema energético del futuro. En este estudio se utilizan dos escenarios diferentes para analizar todas las posibles vías para el sistema de suministro energético futuro: un Escenario de Referencia, que refleja la continuación de tendencias y políticas actuales, y el Escenario de Revolución Energética, cuya finalidad es lograr un conjunto de objetivos en políticas medioambientales.
El Escenario de Referencia se basa en el escenario de referencia editado por la Agencia Internacional de la Energía en Perspectivas Energética Mundiales 2004 (WEO 2004)6, que sólo tiene en cuenta las políticas
existentes. Por ejemplo, se asume un progreso continuado en las reformas de los mercados eléctricos y del gas, la liberalización del mercado energético entre países y políticas recientes destinadas a combatir la contaminación ambiental. El Escenario de Referencia no incluye políticas adicionales para
reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Dado que el escenario de la AIE sólo cubre un periodo de tiempo hasta 2030, se ha ampliado
extrapolando sus indicadores macroeconómicos claves, ofreciendo con ello una línea base de comparación con el Escenario de Revolución Energética.
El objetivo clave del Escenario de Revolución Energética es la reducción de las emisiones mundiales de dióxido de carbono hasta un nivel del orden de 10 a 12 Giga toneladas al año para 2050 para conseguir que el aumento de la temperatura global no supere los dos grados centígrados. Un segundo objetivo es el abandono global de las nucleares. Para lograr estos objetivos, en el escenario se realizan importantes esfuerzos por explotar a
fondo el enorme potencial de la eficiencia energética. A la vez puede accederse
a todas las fuentes de energías renovables económicamente viables para la generación de calor y de electricidad además de la producción de biocombustibles. Los parámetros marco generales para la población y el crecimiento del PIB son iguales a los del Escenario de Referencia.

Estos escenarios no pretenden en ningún caso predecir el futuro; simplemente describen dos vías de desarrollo potenciales de entre todos los ‘futuros’
posibles. La finalidad del Escenario de Revolución Energética es sacar a la luz los esfuerzos y acciones necesarios para lograr estos ambiciosos objetivos y
para exponer las opciones que tenemos al alcance para cambiar nuestro sistema de suministro energético por uno que sea también sostenible.

historial de los escenarios
Los escenarios del presente informe fueron encargados conjuntamente por Greenpeace y el Consejo Europeo de Energías Renovables a DLR, el Centro Aerospacial Alemán. Los escenarios de suministro se calcularon utilizando el modelo de simulación MESAP/PlaNet, empleado para un estudio similar por el DLR, y cubriendo los 25 países de la UE7. Las perspectivas de demanda energética fueron desarrolladas por Ecofys basándose en el análisis del potencial futuro de medidas de eficiencia energética.

principios del escenario en pocas palabras

• Consumo, generación y distribución inteligentes.

• Producción de energía más cerca del consumidor.

• Uso máximo de combustibles producidos localmente y sostenibles medioambientalmente.

el papel de la energía renovable sostenible y limpia

Para poder lograr los importantes recortes en emisiones necesarios para evitar el cambio climático (el 80% en los países de la OCDE para 2050), será necesario un uso masivo de las energías renovables. Los objetivos de energía renovable deben extenderse ampliamente por los países industrializados para sustituir a los combustibles fósiles y la generación nuclear y para crear los mercados necesarios para su expansión global. En el escenario de Revolución Energética asumimos que las fuentes de energías renovables modernas, como los colectores solares, cocinas solares y formas modernas de bioenergía, sustituirán al uso ineficiente de la biomasa tradicional.

electrificación rural

La energía es vital para reducir la pobreza y crear mayores beneficios en
salud, educación y justicia. Más de un cuarto de la población mundial no tiene acceso a los servicios modernos de energía. En el África Subsahariana, el
80% de la población carece de suministro eléctrico, y dependen casi exclusivamente de la combustión de biomasa (madera, carbón vegetal y estiércol) para cocinar y para calentarse.

Las poblaciones sin recursos dedican hasta un tercio de sus ingresos a energía, principalmente para cocinar. Las mujeres en particular dedican una cantidad considerable de tiempo a la recogida, procesado y uso de combustible
tradicional para cocinar. En la India, pueden llegar a emplearse entre dos y siete horas al día en la recogida de combustible para cocinar, un tiempo que podría dedicarse al cuidado de los niños, su educación o a la obtención de ingresos. La OMS estima que mueren prematuramente cada año 2,5 millones de mujeres y niños de países en vías de desarrollo por problemas respiratorios provocados por las estufas de biomasa de interior.

Los Objetivos de Desarrollo del Milenio de recortar de la mitad la pobreza mundial para el año 2015 no se alcanzarán si no aumentan la producción de energía, los ingresos y la educación, sin crear trabajos y reducir la lucha diaria que conlleva simplemente sobrevivir. El recorte de la pobreza no se logrará sin energía para un crecimiento más productivo, la recolección, procesado y comercialización de alimentos. No podrá mejorarse la sanidad y reducir las tasas de mortandad sin energía para la refrigeración necesaria para clínicas,
hospitales y campañas de vacunación. El mayor causante de muertes infantiles del mundo, la infección respiratoria aguda, no será atajado sin solucionar los problemas provocados por el humo procedente del fuego para cocinar en el hogar. Los niños no podrán estudiar de noche sin luz en sus hogares. Sin
energía no podrá bombearse ni tratarse agua potable.

La Comisión de la ONU sobre el Desarrollo Sostenible apunta que “para poder poner en práctica el objetivo aceptado por la comunidad internacional de
reducir a la mitad la proporción de personas que viven con menos de 1 dólar al día para 2015, se debe tener acceso a servicios de energía asequibles”.

redes eléctricas futuras

La red eléctrica debe cambiar también para poder realizar estructuras descentralizadas con una elevada contribución de las energías renovables. Las redes de hoy día han sido diseñadas para transportar electricidad desde unas cuantas centrales eléctricas centralizadas hasta los consumidores, pero el sistema del futuro debe ser más versátil. Las grandes centrales eléctricas llevarán la electricidad a la red de alta tensión, pero los sistemas pequeños descentralizados, como las instalaciones solares, de cogeneración y eólicas, transportarán la electricidad hasta la red de tensión baja o media. Para poder transportar electricidad desde las instalaciones de generación renovable como los parques eólicos marinos hasta zonas remotas, deberán construirse un número limitado de nuevas líneas de transmisión de alta tensión, que también estarán disponibles para el comercio eléctrico entre países. Dentro del
escenario de la Revolución Energética se espera que la cuota de fuentes de energías renovables variables alcance el 30% de la demanda total de electricidad para el año 2020 y del orden de un 40% para 2050.

la “central eléctrica virtual”

La rápida evolución de las tecnologías de la información está ayudando a facilitar el camino para un suministro energético descentralizado basado en centrales de cogeneración, sistemas de energías renovables y centrales eléctricas convencionales. Los fabricantes de pequeñas centrales de cogeneración ofrecen ya interfaces por Internet que permiten controlar el sistema a distancia. Ahora los usuarios domésticos pueden controlar su uso eléctrico y térmico a fin de reducir el uso de electricidad costosa de la red,
suavizándose así el perfil de la demanda de electricidad. Estas medidas forman parte de la tendencia hacia la “casa inteligente” donde su minicentral de cogeneración se convierte en un centro de gestión energético. Y aún podemos
ir más lejos con una “central eléctrica virtual”. Virtual no significa que la central no produce electricidad real, se refiere al hecho de que no hay una
central de generación grande y localizada con turbinas y generadores. El eje de la central eléctrica virtual es una unidad de control que procesa datos procedentes de numerosas centrales eléctricas descentralizadas, los compara
con las previsiones de demanda eléctrica, generación y condiciones meteorológicas, recupera los precios vigentes del mercado energético y de manera inteligente optimiza toda la actividad de la central eléctrica. Algunos centros públicos utilizan ya sistemas de este tipo, integrando centrales de cogeneración, parques eólicos, sistemas fotovoltaicos y otras centrales eléctricas. La central eléctrica virtual puede también vincular a los consumidores con el proceso de gestión.

almacenamiento de la energía

Otro método para equilibrar el suministro eléctrico y la demanda es mediante el almacenamiento, que puede estar descentralizado, por ejemplo en baterías, o centralizado. Hasta el momento las instalaciones hidroeléctricas con acumulación por bombeo han sido el método principal para almacenar grandes cantidades de electricidad. En un sistema de almacenamiento por bombeo, la energía procedente de la generación eléctrica se almacena en un lago, recuperándose cuando se
necesita, accionando turbinas y generando electricidad. Actualmente existen en todo el mundo 280 centrales de almacenamiento por bombeo. Este tipo de instalaciones contribuyen de manera importante a la seguridad del suministro, pero su funcionamiento podría ajustarse mejor a los requisitos de un futuro sistema basado en las energías renovables.

A largo plazo están comenzando a aparecer otras soluciones de almacenamiento. Una solución prometedora, además del uso de hidrógeno, es el uso de aire comprimido. En estos sistemas se utiliza electricidad para comprimir aire en domos salinos profundos a 600 metros bajo tierra y a presiones de hasta 70 bar. En periodos punta, cuando la demanda de
electricidad es alta, se permite que salga el aire del domo para que active una turbina. Aunque este sistema, conocido como CAES (Almacenamiento de energía por aire comprimido) funciona aún con corriente auxiliar generada por combustibles fósiles, se está desarrollando una central “adiabática” que no lo emplea. Para ello, el calor procedente del aire comprimido se almacena de
forma intermedia en un almacén térmico gigante. Una central eléctrica de este tipo puede lograr una eficiencia en el almacenamiento de un 70%.
Las previsiones para la generación de electricidad renovable continúan mejorando. Regular el suministro es especialmente costoso cuando los datos llegan a última hora, y las técnicas de predicción para la generación de energía eólica han mejorado de manera considerable durante los últimos años, y siguen mejorando. La demanda de mantener un equilibrio en el suministro disminuirá así en el futuro.

gestión de la generación

Los sistemas de generación de electricidad renovables pueden participar también en la optimización de la carga. Por ejemplo, los parques eólicos pueden desconectarse temporalmente cuando haya demasiada electricidad en la red.

gestión de la carga

El nivel y la distribución horaria de la demanda de electricidad pueden gestionarse ofreciendo a los consumidores incentivos financieros que ayuden a reducir o cortar su suministro en periodos de
consumo máximo. Puede utilizarse tecnología de control para gestionar los planes. Este sistema es empleado ya por algunos clientes industriales de importancia. Un proveedor de electricidad noruego ha incluido un mensaje de texto incluso a clientes de domicilios privados en el que se les recuerda que apaguen la luz. Cada hogar puede decidir previamente si desea participar o no. En Alemania se están realizando algunos experimentos con tarifas de tiempo flexible para que se pongan en marcha las lavadoras durante la noche y los frigoríficos se apaguen temporalmente durante periodos de alta demanda.
Este tipo de gestión de la carga ha sido simplificado gracias a avances en las tecnologías de las comunicaciones. Por ejemplo, en Italia se han instalado 30 millones de contadores eléctricos muy innovadores para facilitar su lectura remota y controlar la información del consumidor y del servicio. Muchos productos o sistemas eléctricos para el hogar, como frigoríficos, lavavajillas, lavadoras, calentadores de agua de almacenamiento, bombas de agua y aires
acondicionados, pueden ser gestionados mediante su desconexión temporal o reprogramando su tiempo de funcionamiento, liberando así la carga eléctrica para otros usos.

una combinación adecuada de estaciones eléctrica

La mayor parte del suministro eléctrico en los países de la OCDE se genera en centrales eléctricas de carbón y, en algunos casos, centrales nucleares, que son difíciles de regular. Las modernas centrales eléctricas de gas, por contra, no
son sólo altamente eficientes, sino también más fáciles y rápidas de regular y con ello más capaces de compensar las cargas fluctuantes. Las centrales eléctricas de carbón y nucleares presentan unos costes de combustión y operación más bajos, pero unos costes de inversión comparativamente
mayores, por lo que deben funcionar ininterrumpidamente como “carga base” para poder recuperar sus inversiones. Las centrales eléctricas de gas tienen menos costes de inversión y son rentables incluso a bajo rendimiento, lo que
las hace más adecuadas para equilibrar las variaciones en el suministro de fuentes de energía renovable.

integración optimizada de energías renovables

Será necesaria la modificación del sistema energético para poder incluir las elevadas cuotas de uso de energías renovables esperadas bajo el escenario de la Revolución Energética. Esto no es distinto de lo que sucedió durante los años 70 y 80 del pasado siglo, cuando se construyeron la mayoría de las
centrales eléctricas centralizadas ahora en funcionamiento en los países de la OCDE. Se construyeron nuevas líneas de alta tensión, se comercializaron sistemas calefactores acumuladores nocturnos y se instalaron grandes calderas eléctricas de agua caliente para poder vender la electricidad producida durante la noche a partir de centrales nucleares y de carbón.

Varios países de la OCDE han demostrado que es posible integrar fácilmente una gran proporción de energía descentralizada, incluyendo fuentes variables como el viento. Un buen ejemplo de ello es Dinamarca, que cuenta con el mayor porcentaje de generación combinada de calor y electricidad y energía eólica de Europa. Con un apoyo político fuerte, el 50% de la electricidad y el
80% de la calefacción provienen de centrales de cogeneración. La contribución de la energía eólica se eleva a más del 18% de la demanda danesa de electricidad. Bajo determinadas condiciones, la generación de
electricidad con turbinas de cogeneración y eólicas excede incluso la demanda. La compensación de carga requerida para la estabilidad de la red en
Dinamarca se gestiona regulando la capacidad de las pocas estaciones eléctricas grandes y a través de la importación y exportación a países vecinos. Un sistema de tarifas basado en tres grupos permite equilibrar diariamente la generación de electricidad a partir de plantas eléctricas descentralizadas con
el consumo eléctrico.

Es importante optimizar todo el sistema energético con una gestión inteligente de productores y consumidores, con una combinación adecuada de estaciones eléctricas y nuevos sistemas de almacenamiento de la electricidad.

transporte

Antes de que los biocombustibles puedan jugar un papel importante en el sector de transportes habrá que explotar los potenciales existentes de alta
eficiencia. En este estudio se destina principalmente la biomasa a aplicaciones estacionarias; el uso de biocombustibles para el transporte se ve limitado por
la disponibilidad de biomasa de cultivo sostenible.

En resumen, si queremos lograr un crecimiento económico atractivo basado en fuentes de energías renovables, es de gran importancia una adecuada movilización equilibrada de todas las tecnologías, una movilización que
depende de la disponibilidad de recursos, del potencial de reducción de costes y de la madurez tecnológica.

calentamiento con energías renovables

En el sector de suministro térmico se producirá una importante mejora de contribución de las renovables. Se esperan unas tasas de crecimiento similares
a las del sector eléctrico renovable. Los combustibles fósiles serán sustituidos paulatinamente por tecnologías modernas más eficientes, especialmente biomasa, colectores solares y geotérmicos. Para el año 2050, las tecnologías basadas en energías renovables cubrirán la mayor parte de la demanda de calefacción y refrigeración.

electricidad con energías renovables

El sector eléctrico será el pionero en el uso de las energías renovables. Todas las tecnologías de energías renovables han experimentado un crecimiento
continuo de hasta un 35% anual durante los últimos 20 a 30 años y se espera que se consoliden a un alto nivel entre 2030 y 2050. Para el año 2050, la mayor parte de la electricidad se producirá a partir de fuentes de energías renovables.

cogeneración

El incremento en el uso de unidades de cogeneración de calor y electricidad
(PCCE) mejorará la eficiencia en la conversión energética del sistema de suministro, tanto con el uso de gas natural como de biomasa. A largo plazo, la disminución de la demanda de calor y el gran potencial para producir calor directamente a partir de fuentes de energías renovables limitará aún más la expansión de las unidades PCCE.

energía descentralizada y renovables a gran escala

Para poder sacar un mayor partido del combustible y reducir las pérdidas durante la distribución, en el Escenario de la Revolución Energética se realiza un mayor uso de energía descentralizada (ED), que es aquélla generada cerca
o en el punto de uso.

La Energía Descentralizada (ED) se conecta a un sistema de redes de distribución locales encargado del suministro a hogares y oficinas, en lugar de utilizar el sistema de transmisión de alta tensión. La proximidad de la planta generadora a los consumidores permite que las pérdidas térmicas procedentes
de los procesos de combustión puedan ser canalizadas hasta edificios cercanos, en un sistema conocido como cogeneración o sistema combinado de calor y electricidad. Con este sistema se emplea casi toda la energía de entrada, no
sólo una fracción, como ocurre con las centrales de combustible fósil tradicionales. La energía descentralizada cuenta con sistemas independientes completamente separados de las redes públicas.

Las tecnologías ED incluyen también sistemas dedicados como las bombas de calor y de aire acondicionado, sistemas de calentamiento termosolar y por biomasa que pueden ser comercializados a nivel doméstico a fin de lograr un calentamiento sostenible de bajo nivel de emisiones. Aunque puede
considerarse que las tecnologías ED pueden llegar a romper el mercado debido
a que no se adaptan al mercado y al sistema eléctricos existentes, con unos cambios convenientes contarían con un elevado potencial de crecimiento, prometiendo una ‘remodelación creativa’ del sector energético existente.

Para 2050, una enorme cantidad de la energía global será producida por fuentes de energía descentralizadas, aunque será aún necesario el suministro
de energía renovable por plantas de gran escala para conseguir una transición rápida a un sistema dominado por las renovables. Por ello, en las regiones más soleadas del planeta jugarán un papel muy importante y las plantas de energía solar de concentración (CSP) y los grandes parques eólicos marinos.

primera etapa: Eficiencia energética

La Revolución Energética contempla la ambiciosa explotación del potencial de eficiencia energética enfocado en mejorar las prácticas actuales y en las tecnologías disponibles para el futuro, asumiendo una continua innovación. Los ahorros energéticos están relativamente igual distribuidos en los tres sectores: industria, transportes y doméstico/oficinas. Su uso inteligente, no la privación,
es la filosofía básica para la futura conservación de la energía.

Las opciones de ahorro energético más importantes son la mejora en el aislamiento térmico y el diseño de edificios, el uso de maquinaria y transmisión eléctricas altamente eficientes, el reemplazo de los sistemas térmicos eléctricos anticuados por la producción térmica renovable (como colectores solares) y
una reducción del consumo energético de vehículos utilizados para el transporte de mercancías y de pasajeros. Los países industrializados, que utilizan actualmente la energía de la manera más ineficiente, pueden reducir drásticamente su consumo sin necesidad de perder confort doméstico,
información o el disfrute de electrónica de ocio. El Escenario de la Revolución Energética utiliza la energía ahorrada en los países de la OCDE para compensar los crecientes requisitos energéticos en los países en vías de
desarrollo. El objetivo final es estabilizar el consumo global de energía durante las próximas dos décadas, y a la vez, crear una “equidad energética”
–desplazando el desperdicio unilateral de energía actual de los países industrializados hacia una distribución mundial más justa del suministro empleándolo eficientemente.

Un requisito crucial para lograr una cuota importante de fuentes de energías renovables en el sistema de suministro energético mundial es reducir considerablemente la demanda de energía primaria comparado con el
“escenario de referencia” de la Agencia Internacional de la Energía (consulte el Capítulo 4), pero con el mismo PIB y desarrollo de la población,
compensando por el desmantelamiento paulatino de las nucleares y reduciendo el consumo de combustibles fósiles.

una vía hacia el desarrollo

La Revolución Energética contempla una vía hacia el desarrollo que convierte la estructura de suministro energético actual en un sistema sostenible. Esto se realiza en dos etapas principales.

cambio de las infraestructuras

Dada la imposibilidad de cambiar directamente de un sistema energético actual basado en los combustibles fósiles y nucleares a gran escala a un suministro totalmente renovable, se hace necesaria una fase de transición a fin de crear la infraestructura necesaria. Si bien creemos firmemente en la promoción de fuentes de energía renovable, también pensamos que el gas, utilizado en plantas de cogeneración de capacidad adecuada, es un combustible de transición muy valioso capaz de contribuir a una descentralización económicamente viable de la infraestructura energética. Con veranos más calurosos, la trigeneración, que incorpora refrigeradores térmicos de absorción con capacidad refrigerante además de calor y electricidad, serán medios especialmente valiosos para lograr la reducción de emisiones.

aprovechar el momento propicio

Ha llegado el momento de introducir cambios estructurales importantes en el sector energético y eléctrico durante la próxima década. Muchas centrales térmicas de países industrializados como EEUU, Japón y la Unión Europea están cercanas a su fin; más de la mitad de todas las centrales operativas tienen más de 20 años. A la vez, los países en vías de desarrollo, como China, India y Brasil, están intentando satisfacer la creciente demanda energética creada por sus economías en expansión.

Durante los próximos diez años, el sector energético decidirá cómo hacer frente a esta nueva demanda, bien por medio de combustibles fósiles y nucleares, bien mediante el uso eficiente de las energías renovables. El escenario de la Revolución Energética se basa en un nuevo marco político favorable a la energía renovable y a la cogeneración combinadas con una mayor eficiencia energética.

Para que esto sea una realidad, tanto las energías renovables como la cogeneración (a gran escala y mediante unidades descentralizadas más pequeñas) deben experimentar un crecimiento más rápido que la demanda global de energía. Ambos enfoques deben reemplazar la generación energética antigua y ofrecer la energía adicional requerida por los países en vías de desarrollo.

de la teoría a la práctica

Hoy día, las fuentes de energía renovable suponen el 13% de la demanda de energía primaria en el mundo. La biomasa, utilizada principalmente para calentamiento, es la principal fuente de energía renovable. La contribución de las energías renovables a la generación de electricidad es de un 18%, y su contribución a la demanda de energía primaria para suministro térmico es del orden de un 26%. Una buena parte, alrededor del 80%, del suministro de energía primaria proviene hoy día de los combustibles fósiles, y el 7% restante, de la energía nuclear4.

desacoplar el crecimiento del uso de combustibles fósiles

fósiles Comenzando por los países en vías de desarrollo, el crecimiento económico debe separarse totalmente de los combustibles fósiles. Es una falacia sugerir que se debe predecir el crecimiento económico en función del aumento de la combustión.
• Debemos utilizar la energía que producimos de manera mucho más eficiente, y
• Debemos realizar cuanto antes la transición hacia la energía renovable
–lejos de los combustibles fósiles– con el fin de lograr un crecimiento limpio
y sostenible.