Energía y desarrollo

El consumo de energía es un claro indicador del nivel de desarrollo económico de una sociedad. Aunque con matices, es posible establecer una correlación entre países tomando como variables el consumo específico de energía por habitante y la renta per cápita. Si nos fijamos en los quince países de la Unión Europea, veremos que se sitúan en una recta en la que a un incremento de renta de un 100% le corresponde un aumento del consumo energético de casi un 30%.

La península Ibérica es un entorno de consumo energético moderado en el contexto europeo que verá aumentada la demanda a medida que el desarrollo económico continúe. El clima benigno o caluroso ya no es un freno para el consumo energético en la medida en que la refrigeración es una demanda creciente tanto por confort de nativos y turistas, como por la necesidad de conservación de productos perecederos.

En las sociedades desarrolladas se observa la tendencia a aumentar el suministro de energía a través de redes de fácil acceso, en concreto electricidad y gas natural. De hecho, se estima que en la segunda década del próximo siglo la mitad del suministro final de energía se efectuará por red, todo ello en un marco de confianza en la oferta energética y en las bajas repercusiones ambientales del uso de la energía (WEC, 1996).

Por otro lado hemos de constatar la evolución de las empresas energéticas hacia el mercado que tienden, no sólo a garantizar el suministro de energía, sino a ganarse o fidelizar al cliente dándole el servicio que precisa y al menor precio posible.

Todo esto configura un nuevo esquema hacia el cual caminamos en este período de transición que nos llevará hacia una respuesta empresarial a la demanda del mercado partiendo de la concepción pasada de sectores de actividad industrial. La empresa ha de ver por tanto cuáles son las demandas del cliente y atenderlas en la medida en que su campo de actividad lo permita. Por ello se debe pensar en el consumo energético como en un todo y en ofrecer al consumidor un servicio energético completo.

Este tiempo de transición, en el cual nos vamos a mover, será largo y complejo, en la medida en que la energía es un bien o un servicio en el que concurren fuertes inversiones en instalaciones de transformación y distribución de energía y a la vez determinados condicionantes de garantías de suministro, no olvidemos que los países europeos dependemos en dos terceras partes para nuestro consumo energético del suministro externo (Martín Moyano, 1995)

Este artículo se redacta desde el entorno de trabajo en una empresa eléctrica, por lo tanto se enfoca a partir de su situación actual de generación y suministro de electricidad, pero teniendo en cuenta las nuevas perspectivas que conectan con el servicio energético hacia el cliente.

Asimismo, en este documento vamos a referirnos al marco geográfico español, pero sin olvidar que nos encontramos en un entorno europeo más amplio y que las empresas y, en particular el Grupo ENDESA, se mueven hacia actuaciones en otros países como el norte de Africa y América Latina.

En este contexto la gestión tecnológica en una empresa energética se concibe como una cultura y una herramienta de competitividad en cuyo diseño y uso está involucrada toda la empresa (Morcillo, 1991) y que comprende varios conceptos:

• Mejora de las instalaciones existentes. Mayor calidad de servicio y disminución de costes operativos.

• Gestión de la información tecnológica. Clasificación y acumulación de los conocimientos propios y ajenos. Transmisión de los mismos.

• Estudios de prospectiva energética. Cuáles son los riesgos y oportunidades en el mercado energético. Qué tecnologías interesa conocer, desarrollar o adquirir.

• Gestión del paquete tecnológico de futuro. Bien por investigación y desarrollo (I+D), o bien por la adquisición y desarrollo (A+D).

En la actualidad las sociedades más desarrolladas se enfrentan con preocupación a los problemas ambientales de todo tipo que surgen a nuestro alrededor. En un futuro serán condicionantes que marcarán con mayor fuerza la evolución de las actividades humanas y, en particular, la transformación y uso de la energía. Por ello hemos de hacer un breve repaso a las cuestiones más significativas.

1. La contaminación urbana incide en la salud de las personas y provoca un elevado nivel de preocupación. La prensa se hace eco con frecuencia de los problemas de contaminación de ciudades como México DF o Santiago de Chile, pero en Madrid o en otras grandes urbes también sufrimos de forma acusada estos fenómenos. La calidad de los combustibles y la idoneidad de los procesos de transformación energética son factores clave junto a una elevado volumen y densidad de población.

El transporte privado y público es uno de los principales focos de contaminación, aunque también hemos de recordar los sistemas de calefacción y otros usos energéticos. Las emisiones de óxidos de nitrógeno son una preocupación creciente, pero la química ambiental es más compleja.

2. Las lluvias ácidas y otras deposiciones atmosféricas de largo alcance se originan a causa de las fuertes emisiones de óxidos de azufre y de óxidos de nitrógeno que provienen de los diferentes procesos de combustión. La generación eléctrica con carbón y derivados del petróleo es el primer foco de estas emisiones, al menos en lo que respecta a óxidos de azufre. El problema afecta a la salud de las masas forestales de diferente manera dependiendo de las especies vegetales y de los condicionantes de entorno, geológicos, climáticos, etc. También incide en la acidificación de lagos, ríos y terrenos.

Este problema nos plantea la necesidad de un conocimiento profundo de los diferentes factores que intervienen, no sólo de los niveles de emisiones e inmisiones, sino también de todos los condicionantes del entorno. Evidentemente la reducción de emisiones es un aspecto clave, pero no el único.

3. Los vertidos de productos combustibles en el mar, en especial crudos o derivados del petróleo, son causa de creciente preocupación y pueden condicionar en el futuro el movimiento de productos energéticos.
4. Los problemas a la hora de disponer de almacenamientos definitivos de residuos radioactivos son otro condicionante importante para el futuro desarrollo de la energía nuclear.
5. La emisión de gases de efecto invernadero y su incidencia en el cambio climático es quizás el mayor condicionante para el futuro energético. Podemos estar ante un fenómeno con diferentes consecuencias, de entre las cuales el aumento de la desertización en grandes regiones y las migraciones masivas de personas pueden ser las más significativas (COM, 1997).

La demanda energética la cubrimos a nivel global, mayoritariamente, con combustibles fósiles, más de las tres cuartas partes de la energía primaria. Estos combustibles son los responsables de la emisión de CO2, principal gas de efecto invernadero. La reducción de las emisiones de CO2 pasa por diferentes conceptos: ahorro energético, utilización de combustibles de menor emisión específica, mayor eficiencia energética y desarrollo de las energías renovables.

Los retos de la generación eléctrica

La producción de electricidad es el área en la quel se concentra una gran parte de los problemas tecnológicos que se han de analizar teniendo presente dos condicionantes básicos: el medio ambiente y la reducción de costes de generación. La energía eléctrica proviene hoy del carbón, de la energía nuclear y de la hidráulica. El gas natural se presenta como una alternativa importante para los próximos años, mientras que el carbón verá disminuir su uso en los próximos años bajo la espectativa de volver a incrementarlo en un futuro ya que se trata del combustible fósil más abundante que puede mantener sus precios. En la actualidad aparecen en el mercado los derivados pesados del petróleo, como los combustibles residuales y de bajo precio, que son una opción de generación eléctrica (DOE, 1997).

En todo este contexto se pueden citar, a título de ejemplo, una serie de actuaciones tecnológicas básicas en el área de generación térmica:

• Reducción de las emisiones de contaminantes en centrales de carbón y derivados del petróleo. Sistemas de lavado de gases para eliminación de óxidos de azufre. Optimización de la combustión para reducir la formación de óxidos de nitrógeno. Desarrollo de nuevos sistemas de filtrado de partículas.

• Incremento del rendimiento energético en las centrales térmicas. Optimización de la combustión, mejora de ciclos, control en tiempo real, disminución de los consumos energéticos en servicios auxiliares, etc.

• Desarrollo de tecnologías de uso limpio de carbón en las que, aunque se ha avanzado considerablemente en esta década, se precisa mantener el esfuerzo de mejora de diseños e incremento de conocimientos con el fin de disponer de opciones para las centrales que hubieran de construirse en el futuro (EC, 1995).

• Establecer sistemas de utilización limpia en las actuales centrales térmicas o en otras de nueva construcción para la utilización de combustibles pesados petrolíferos.

• Conocimiento operativo de las centrales de ciclo combinado con gas natural y desarrollo de sistemas que mejoren sus prestaciones, en particular en los periodos de elevadas temperaturas en el ambiente.

Las energías renovables

El desarrollo de las energías renovables es un reto en el que todos estamos involucrados. Las administraciones de la Unión Europea y de los países miembros han adquirido compromisos de participación en el suministro de energía primaria, un 12% de ésta en el año 2.010. Avanzar en esta línea supone asumir fuertes compromisos en los que los aspectos ecológicos y políticos tendrán especial relevancia (Menéndez, 1997).

Las empresas energéticas están también involucradas en este reto. Las eléctricas han participado directamente en el desarrollo de la energía eólica que no ha hecho sino comenzar su implantación industrial. Las posibilidades de participación de esta energía en nuestro esquema de generación son importantes. Es posible llegar a instalar en nuestro país unos 10.000 MW para la segunda década del próximo siglo, lo cual supondría una contribución de más del 10% a la producción de electricidad. Se han de producir mejoras tecnológicas en este campo y previsiblemente en pocos años se dispondrá de nuevas generaciones de molinos de viento.

El uso de la biomasa para la producción de electricidad es una alternativa de difícil gestión por parte de las grandes empresas energéticas que se irá introduciendo en el mercado industrial de forma lenta y, en gran medida, a través de iniciativas locales.

La utilización de la energía solar para la generación eléctrica es hoy muy poco significativa. Habrá de pasar más de una década para que las mejoras tecnológicas permitan producir electricidad a costes competitivos, pero es una opción de gran interés para las empresas energéticas que siguen con interés la evolución en los diseños y las expectativas de su aplicación comercial. La fotovoltaica es la apuesta más extendida y sobre ella aparecen con frecuencia en los medios informaciones y demandas de desarrollo.

La entrada firme de las energías renovables en el esquema energético requiere su participación en el abastecimiento de combustibles de uso directo, en particular los de automoción, pero también los de calefacción. Es aquí donde la biomasa puede tener un papel relevante. Las empresas energéticas tienen un campo de actuación en las tecnologías que se están desarrollando para la producción de alcoholes a partir de materia vegetal aprovechando la su celulosa y hemicelulosa.

Mercados y vectores energéticos

En el futuro se preven una serie de cambios en el servicio energético a la sociedad, condicionados por aspectos ambientales y de otro tipo, que suponen un reto para las empresas energéticas. Entresacamos tres ejemplos.

1. La generación distribuida o la autoproducción eléctrica en el utilizador final, con o sin cogeneración, puede ser una respuesta a los problemas de distribución con los excesos de líneas eléctricas y una búsqueda de soluciones energéticas más baratas y limpias. Esto podrá ser así en la medida en que exista un fácil suministro de gas natural y las tecnologías en nuevos sistemas de tansformación, por ejemplo celdas de combustible, avancen sustancialmente.

Las empresas eléctricas y de suministro de gas natural de distintos países (USA, Japón y Unión Europea) participan en programas de desarrollo tecnológico que tienen como objetivo convertir en realidad el uso comercial de celdas de combustible en la segunda década del siglo próximo (Iberdrola, 1998)

2. La automoción en las ciudades ha de cambiar a soluciones limpias. Dos alternativas al respecto son: el vehículo eléctrico y la aplicación de celdas de combustible. El coche eléctrico implica la necesidad de sistemas de carga y reposición de baterías con suministro de corriente continua, lo cual puede ser un buen mercado energético de futuro. La solución de celdas de combustible implica una fabricación especial de vehículos con un suministro de combustible muy limpio: hidrógeno, gas natural o alcohol, metanol o etanol. Esto será también un buen reto de mercado energético.
3. En ese mercado de nuevos vectores energéticos merece la pena fijarse en el metanol y eventualmente en el etanol. El abastecimiento internacional de gas natural se hace por tubería o por transporte licuado en barco. Ambas soluciones implican restricciones en su distribución cualquiera que sea su origen. La producción de metanol a partir de gas natural es una alternativa de más fácil transporte, pero la producción a partir del carbón, combustible abundante y con precios menos inciertos, también es factible.

Aquí hemos de recordar lo que se ha apuntado anteriormente: la utilización de la biomasa para producir alcoholes, quizás más fácil etanol que metanol, y la consiguiente entrada de una energía renovable en el esquema energético.

Gestión del conocimiento y la tecnología

Como vemos, en el mundo energético aparecen una serie de temas que pueden tener una transcendencia importante en la estructuración del negocio actual y en el futuro de la empresa. Por ello, en primer lugar, se han de establecer unos cauces propios de adquisición del conocimiento y de hacer llegar este elaborado a los órganos de decisión de la empresa.

A partir de ahí se plantea el análisis de cuáles son las opciones tecnológicas más interesantes para la empresa y, frente a ellas, cuáles son las alternativas de trabajo:

• Conocimiento académico de las mismas a la espera de su aplicación comercial.

• Adquisición de los diseños y desarrollo de la tecnología de uso de los mismos.

• Investigación y desarrollo propio de la tecnología con participación en la propiedad y en su comercialización.

En función de cada alternativa aparecen una serie de entidades colaboradoras en el desarrollo de las mismas: universidades, centros de investigación, ingeniería o empresas de bienes de equipo. La empresa energética no tiene un equipo de investigación propiamente dicho, gestiona el conocimiento y la capacidad de investigación y desarrollo tecnológico de otros.

Una reflexión que finalmente queremos hacer es que la tecnología ha caminado a veces sin analizar todo el entorno de conocimientos que la ciencia ofrece o debería ofrecer en relación con un determinado tema. Hoy, ante la magnitud que significa el consumo global de energía y de los problemas ambientales que de ello se derivan, es preciso pensar que la ciencia debe ocupar una situación prioritaria en el tiempo y que las empresas energéticas debemos recibir y usar una información amplia y fiable al menos en ciertos temas.

Bibliografía:

COM (1997). "Climate Change. The EU Aproach to Kyoto". Commission of the European Communities, Octubre.

DOE (1997). "Clean Coal Technology Demonstration Program". U.S. Department of Energy, Octubre, Washington, DC 20585.

EC (1995). "Coal can be Green II". European Commission DG XVII, Brussels 1.995.

Iberdrola (1998). "Pilas de Combustible: Perspectivas y Estrategias". Seminario Tecnológico, MINER, Junio, Madrid.

Martín Moyano, R. (1995). "Las tendencias tecnológicas en el sector energético". Economía Industrial, nº 302, MINER, Madrid.

Menéndez, E. (1997). Las energías renovables. Un enfoque político-ecológico. Los libros de la catarata. Madrid.

Morcillo, P. (1991). La dimensión estratégica de la tecnología. Ariel, Barcelona.