El 16 de febrero de 2005, con la entrada en vigencia del Protocolo de Kyoto, nuevos indicios de que el calentamiento global podría ser peor de lo que se imaginaba pusieron en evidencia la urgencia de reemplazar los combustibles fósiles por formas alternativas de energía que no emitan gas carbónico y disminuyan el ritmo en que el problema se va agravando. Aunque mediante un pase de magia fuera posible detener el consumo de combustible fósil y la emisión de dióxido de carbono en todo el mundo, pasarían mil años antes de que la atmósfera de la Tierra volviera a ser lo que era antes de la era industrial. Cada año de utilización de energía empeora el problema, que quedará para las futuras generaciones.
El primer riesgo es que el petróleo sea reemplazado por alternativas aún más contaminantes. En los años 60 y 70 del siglo XX, cuando las preocupaciones todavía no estaban centradas en el efecto invernadero sino en los precios y en el riesgo de agotamiento del petróleo, se pensó en otros combustibles fósiles para reemplazarlo: carbón, pizarra bituminosa y gas natural, por ejemplo. El alza continua del precio del petróleo –que ahora parece tener pocas posibilidades de volver a costar menos de US$ 45 por barril– y la certeza de que las reservas siguen siendo finitas y tal vez se agoten dentro de algunas décadas pueden reavivar dichas ideas, lo que sería desastroso a nivel ambiental. Esto se debe a que el carbón (que representa el 70% de energía de China) y la pizarra bituminosa son energéticamente menos eficientes y contaminan más que el petróleo, además de inutilizar vastas áreas con su exploración.
- El presidente Lula inaugura en Minas Gerais el gasoducto Gasbel II, de Petrobras, en junio de 2010 (Ricardo Stuckert/PR)
El gas natural es a primera vista menos nocivo, ya que su combustión emite menos subproductos corrosivos y tóxicos. Los vehículos y centrales termoeléctricas que funcionan con gas son menos dañinos para la salud de las metrópolis que sus equivalentes con diésel, gasolina o petróleo. Sin embargo, desde el punto de vista del efecto invernadero, es poco lo que ayudan. Al ser quemado, el gas natural genera la mitad de dióxido de carbono que el petróleo, pero el propio combustible (básicamente metano) es 25 veces más potente como agente del efecto invernadero que el producto de su combustión. Es más, una fuga de un 2% anula su aspecto ventajoso.
Se ha venido experimentando el hidrógeno en células de combustible, y se llegó a pensar que éste reemplazaría a los combustibles basados en petróleo. Su combustión no emite gas carbónico, sino solamente vapor de agua. Pero a menudo se omite decir que el hidrógeno no es una verdadera fuente de energía. No hay hidrógeno libre en el planeta Tierra. O este gas es producto de la electrólisis del agua mediante energía eléctrica –o sea, es sólo una forma de empaquetar electricidad producida por otras fuentes– o, como ocurre generalmente, se lo obtiene a partir de la descomposición del metano del gas natural, proceso que genera grandes cantidades de gas carbónico como co-producto. En otras palabras, usar hidrógeno en vez de gasolina puede aumentar hasta cierto punto la eficiencia del uso de la energía y mejorar la calidad del aire de las metrópolis, pero no resuelve el problema del efecto invernadero, a menos que la fuente de energía usada para producirlo sea totalmente renovable o nuclear. En caso de que se use combustible fósil, la generación de gas carbónico sencillamente se desplaza hacia otro lugar. Tal vez el hidrógeno termine siendo uno de los principales combustibles del futuro, pero ciertamente no es la energía del futuro.
Alternativas biológicas
El alcohol y el biodiésel tienen la ventaja, nada despreciable, de no aumentar la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera. Pero esos combustibles, así como los derivados del petróleo, se transforman en dióxido de carbono al ser consumidos. A pesar de ello dicho gas vuelve a ser absorbido al llevarse a cabo una nueva plantación. El alcohol y los aceites vegetales también pueden sustituir al petróleo en variadas aplicaciones petroquímicas. También es posible aprovechar energéticamente el biogás (metano), producido naturalmente por la descomposición de residuos humanos y agrícolas.
La producción de combustibles orgánicos, sin embargo, emite un volumen considerable de residuos, en el caso del alcohol de caña, la famosa vinaza. Además, el área de plantación de caña y oleaginosas necesaria para abastecer la demanda de combustibles en el mundo sería demasiado grande.
Las plantas son, por naturaleza, poco eficientes como fuente de energía, ya que destinan a su propio crecimiento gran parte de la energía que absorben del sol, y no a generar combustibles útiles para los seres humanos. La caña, que se usa en Brasil, es mucho más eficaz que el maíz, adoptado por los Estados Unidos, pero aun así convierte en energía sólo el 3,3% de la energía solar que absorbe.
- Estación Marechal Floriano de la Línea Verde y sus ómnibus con fuelles a biodiesel, en Curitiba, en mayo de 2013 (Mario Roberto Durán Ortiz)
Se calcula que, directa o indirectamente, la humanidad ya dominó cerca del 40% de los procesos de fotosíntesis que ocurren en la superficie de los continentes para sus propias necesidades, incluyendo alimentos, madera y pasturas. Considerando que un automóvil consume de diez a treinta veces más carbono que su conductor, no es difícil deducir que en esa dirección no se puede ir muy lejos.
La solución biológica puede ser una forma rápida de atender a una parte considerable de las necesidades de países tropicales y con densidad poblacional no muy elevada, como Brasil, y también de atenuar la situación ambiental en países más industrializados. Aun así, no resuelve el problema global.
Energía solar
Las células fotovoltaicas, que no necesitan consumir energía para crecer, pueden ser mucho más eficientes que las plantas. Por ello, la energía solar es la favorita de la mayoría de los ambientalistas. La eficiencia de la conversión directa de la luz del sol en energía eléctrica es hoy del 12%, lo que permite generar 200 kilowatts-hora por metro cuadrado y por año en países de clima templado.
En 2004, el costo –que incluía la inversión y el mantenimiento– era sesenta veces más barato que veinte años antes, pero todavía cuatro o cinco veces más caro que el de la energía termoeléctrica. Un estudio de la Consultora KPMG en 1999 mostró, sin embargo, que si los paneles solares fueran producidos por una fábrica con una capacidad de 5 millones de unidades anuales, el costo de estos equipos caería un 75%, y los volvería competitivos.
- Integrantes de Greenpeace hacen un acto frente al Planalto para incentivar la energía solar, en Brasilia, en abril de 2015 (Antonio Cruz/Abr)
Con clima tropical, la eficiencia de la transformación energética es mayor. La radiación solar, en ese caso, se mantiene todo el año en un nivel semejante al del verano europeo, lo que permite generar en promedio un 50% más de energía. Una objeción frecuente es que, aunque el funcionamiento de los paneles solares sea una actividad limpia, su producción consume energía y contamina. Esos dispositivos consisten en células fotovoltaicas de silicio puro con estructuras de aluminio, dos materiales cuya producción consume mucha energía y genera polución. El Valle del Silicio, en California, ya se encuentra contaminado por los solventes clorados que se usan para limpiar los productos y la maquinaria, lo que elevó significativamente el riesgo de cáncer y defectos congénitos entre la población local.
Felizmente, la fabricación de células solares desperdicia mucho menos material y energía que la de microchips. Su balance energético, al final de cuentas, es positivo: hoy en día, un panel solar cuya vida útil es de treinta años puede generar en cuatro años la energía necesaria para fabricarlo. Nuevas tecnologías podrían reducir ese tiempo a poco más de un año y, a largo plazo, el reciclado podrá abreviarlo todavía más. Sigue en pie, no obstante, el hecho de que la energía solar no es infinita y de que captarla es competir con la naturaleza en su propio negocio. Actualmente, los paneles solares ocupan espacios poco significativos y poco útiles (como los techos o tejados), pero sustituir una parte importante de la energía que hoy en día genera el petróleo significa ocupar grandes superficies con paneles solares e inutilizarlas para la agricultura o para la preservación ambiental. Hay que recordar que la industria de la energía fósil (incluyendo pozos petrolíferos, minas de carbón, oleoductos, refinerías, centrales termoeléctricas, zonas contaminadas, etc.) ya inutiliza zonas extensas. Pero la objeción no es absurda: con el nivel actual de eficiencia, Alemania precisaría 27.000 km² de centrales solares para reemplazar su consumo de combustibles fósiles, lo que equivale al 20% de su tierra cultivable. Los Estados Unidos necesitarían 300.000 km², el 3% de su territorio.
El mundo entero necesitaría hoy en día 1,2 millones de km² de paneles solares, pero sería necesario algo así como 8 millones de km² –6% de la superficie de los continentes– si la población creciera un 50% y el consumo de energía per cápita tuviera que ser igual al de los Estados Unidos de hoy. La eficiencia de los paneles de silicio puede mejorar, pero sólo hasta cierto punto: se cree que puede llegar a alrededor de un 20%. Ello reduciría en un 40% las zonas exigidas, pero en los países ricos y densamente poblados el problema todavía sería considerable. Es posible alcanzar una eficiencia mayor (hasta 35%) con compuestos de galio, arsénico y antimonio, pero en ese caso la producción sería más cara y mucho más contaminante.
Energía eólica, geotérmica y mareas
La energía eólica es más barata e inmediatamente competitiva, pero también tiene limitaciones. Está lejos de ser igualmente confiable en todas las partes del planeta. Usarla a gran escala implica cubrir vastas zonas con molinos de viento. Además, no es infinita: el potencial mundial ha sido estimado en 10.000 gigawatts, el 75% del consumo actual global de energía, pero sólo el 10% de la demanda de una hipotética humanidad futura con un nivel de consumo semejante al de los Estados Unidos.
La alternativa geotérmica queda restringida a zonas con vulcanismo adecuado, como Islandia. La energía de las mareas es otra alternativa geográficamente limitada, principalmente a Norteamérica, Rusia, Reino Unido y Francia. La alternativa hidroeléctrica ya se encuentra en buena parte agotada.
- Primera usina de energía eólica de Petrobras, en Macau, Rio Grande do Norte, en 2004 (Prensa/Agencia Petrobras)
- Fábrica Torres Eólicas do Nordeste (TEN), inaugurada en enero de 2015, en Jacobina, Bahía (Elói Corrêa/GOVBA)
Racionalización del uso
Una fuente obvia y barata de energía es, naturalmente, toda aquella que se desperdicia o consume sin necesidad. En Brasil se pudo ver cómo una crisis temporaria de abastecimiento puede llevar a millones de consumidores e industriales a descubrir rápidamente formas de ahorrar energía.
Las soluciones arquitectónicas racionales ahorrarían mucha de la energía usada para iluminar y refrigerar edificios de oficinas mal planeados. En países de clima frío, un mejor aislamiento térmico podría disminuir el consumo medio de energía destinada a calefacción de un 60 a un 75%. Reemplazar jeeps, camionetas y pick-ups deportivas pesadas y voluminosas por coches compactos o, mejor aún, por el transporte colectivo, reduciría considerablemente las emisiones de dióxido de carbono.