El análisis del ciclo de vida de la energía (2ª parte)

Cuando se evalúan las distintas alternativas de producción de energía “libres” de CO₂, además de la motivación económica, es necesario definir y establecer límites medioambientales. Es decir, plantearse preguntas del tipo: ¿Cuánto CO₂ emite la nueva tecnología? ¿De verdad estoy reduciendo la presión sobre los recursos de combustibles fósiles? ¿La reducción de emisiones de CO₂ que consigo no implica desplazar el problema a otros efectos ambientales? Responder a estas cuestiones no es sencillo. El Análisis de Ciclo de Vida se puede emplear como herramienta objetiva para obtener respuestas, pero no proporciona un resultado  único. En esta entrada se resumen algunas de las respuestas encontradas por varios autores para diversos sistemas de producción de energía.

[José Luis Gálvez]

Cuando se aplica el Análisis de Ciclo de Vida a la energía se pueden obtener resultados sorprendentes o inesperados. No son muchos los estudios realizados hasta ahora en sistemas energéticos, aunque sí se vislumbran hechos ya conocidos o supuestos a priori. Esta entrada al weblog es un resumen de algunos de los estudios disponibles en bibliografía e internet para alguna de las tecnologías que se postulan como soluciones, principalmente dirigidas al vector hidrógeno.

Energía Solar (Fotovoltaica)

La conclusión principal obtenida por A. Stoppato (Energy 33, 2008) del análisis de ciclo de vida de 1 kWh de electricidad por fuente solar es el elevado consumo de recursos energéticos que implica la construcción de un panel fotovoltaico (1500MJ / panel = 1200 procedente de la transformación de silicio y 300 MJ de ensamblaje). Cada panel fotovoltaico estaría produciendo una media de 80 kg de CO₂. ¿Qué consecuencias tiene esto? Pues que el Energy PayBack Time (EPBT o Tiempo de retorno de la energía) de dicho panel puede llegar a ser de 6 años en territorios más septentrionales, como Alemania, o de 4 años en regiones con mayor radiación solar, como España.

Transporte por Pila de Combustible

J. Ally y T. Prior (Journal of Power Sources, 170, 2007) evaluaron la viabilidad de un sistema piloto de distribución de hidrógeno para transporte público con pila  de combustible y lo compararon con sistemas de gas natural y gasóleo en Perth, Australia. Este sistema se enmarcaba dentro de STEP (Sustainable Transport Energy Programme). Llegaron a la conclusión de que el sistema es viable, ya que, aunque el hidrógeno provenía del petróleo, se reducían considerablemente las emisiones de CO₂. Si el hidrógeno proviniese de fuentes renovables, se conseguirían reducciones de hasta el 50% las emisiones de gases de efecto invernadero, gases con efecto en la capa de ozono y energía primaria, aunque se incrementarían efectos ambientales como la acidificación.

Energía “Verde” e Hidrógeno

M. Granovskii (Atmospheric Environment 41, 2007; Int. Journal of Hydrogen Energy, 31, 2006) llegó a la conclusión que la energía solar y la energía eólica son tecnologías que permiten reducir considerablemente las emisiones de CO₂ en la generación de electricidad si se comparan con el gas natural. Además, también concluyen que la utilización de hidrógeno como vector energético no es tan ventajosa como la sustitución directa con solar y eólica. En este caso, el resultado del análisis ambiental se enfrenta con el sentido económico: el hidrógeno independiente de las fuentes fósiles presenta ventajas económicas, además de  permitir desacoplar producción a consumo por la capacidad de almacén de energía del hidrógeno. Por otro lado, el hidrógeno, procedente de reformado de gas natural y obtenido para alimentar pilas  de combustible sólo es mejor, ambientalmente, que la gasolina para un motor de combustión si el rendimiento de las pilas  dobla el de los motores de combustión interna.

En otro estudio (Int. Journal of Hydrogen Energy, 29, 2004) referente al hidrógeno se consiguen los sorprendentes resultados de la Figura 1.

Figura 1. Puntuación ambiental otorgada a diversos sistemas de producción de hidrógeno.

En esta figura se atribuye a la energía solar fotovoltaica o a la biomasa el mayor impacto por unidad de energía procedente de hidrógeno, mientras que la obtención por combustible fósil, gas natural, produce mucho menor impacto. Este tipo de estudios debe hacernos recordar que, si bien se trata de que el Análisis de Ciclo de Vida sea una herramienta objetiva, a veces los resultados dependen esencialmente de las suposiciones iniciales. En este caso, se esta cometiendo un error en las hipótesis iniciales, pues se ha considerado un tiempo de vida de cada panel solar excesivamente corto (menor de 200 horas de sol), lo que conduce a los resultados de la Figura 1.