La energía ilimitada llega demasiado tarde Por qué la fusión no nos ayudará a descarbonizarnos

“La energía de fusión está a 50 años de distancia, y probablemente siempre lo estará”.

Esta noticia viene haciendo eco desde la década de 1960 y más de 50 años después, todavía no tenemos fusión. Esto se debe a los enormes desafíos experimentales que supone recrear un sol en miniatura en la Tierra. Aun así, se están haciendo verdaderos progresos.

Este mes, los investigadores de la fusión del Reino Unido consiguieron duplicar los récords anteriores de producción de “energía”. El año pasado, los científicos estadounidenses se acercaron a la ignición, el tentador momento en el que la fusión emite más energía de la que necesita para iniciar la reacción. Y las pequeñas empresas de fusión, que avanzan rápidamente, están haciendo progresos con diferentes técnicas.

Una fuente ilimitada y limpia de energía de carga base podría estar al alcance de la mano, sin los residuos nucleares de las centrales nucleares de fisión tradicionales. Eso es bueno, ¿verdad?

No del todo. Aunque estamos más cerca que nunca de hacer viable la fusión comercial, esta nueva fuente de energía simplemente no llegará a tiempo para hacer el trabajo pesado de la descarbonización.

Vamos a contrarreloj para limitar los daños del cambio climático. Por suerte, ya tenemos las tecnologías que necesitamos para descarbonizar.

¿Cuánto se está avanzando en la fusión?

Cinco segundos. Ese es el tiempo que el Joint European Torus del Reino Unido fue capaz de mantener una reacción de fusión, produciendo suficiente energía para hacer funcionar un hogar australiano típico durante unos tres días. Se trata de una pequeña fracción de la energía necesaria para que se produzca la reacción de fusión, que utilizó dos “volantes” de 500 megavatios. Esa cantidad de energía cubriría las necesidades máximas de 100.000 hogares australianos medios. Por tanto, aún estamos muy lejos de obtener un beneficio energético neto de la fusión.

Desde el punto de vista técnico, logros como éste son increíbles. La fusión nuclear es el proceso que impulsa a estrellas como el sol, y estamos trabajando para aprovecharla para nuestro propio uso.

A temperaturas muy altas, los átomos ligeros como el hidrógeno pueden combinarse para producir otro elemento como el helio, liberando enormes cantidades de energía en el proceso.

En el sol, estas reacciones de fusión tienen lugar a temperaturas de unos 10 millones de grados. Nosotros no podemos hacerlo a esa temperatura, porque no tenemos acceso a la enorme presión gravitatoria en el centro del sol.

Para lograr la fusión en la Tierra, tenemos que ir más caliente. Mucho más caliente. Experimentos como el realizado en el Reino Unido son capaces de sobrecalentar un cuerpo de gas llamado plasma hasta temperaturas inconcebibles, alcanzando hasta 150 millones℃. El plasma tiene que ser confinado por campos magnéticos increíblemente fuertes y calentado por potentes láseres.

Esta temperatura es mucho más caliente que en cualquier otro lugar de nuestro sistema solar, incluso en el centro del sol.

Aunque los recientes avances representan un gran paso adelante, una reflexión sobria propone que el sueño de una energía limpia e ilimitada a partir del hidrógeno está todavía muy lejos.

En el frente de los megaproyectos, el siguiente paso es el Reactor Termonuclear Experimental Internacional (ITER) que se está construyendo en el sur de Francia. Demasiado grande para un solo país, se trata de un esfuerzo conjunto de países como Estados Unidos, Rusia, China, el Reino Unido y los países miembros de la UE.

El proyecto es enorme, con una vasija diez veces mayor que el reactor del Reino Unido y unos 5.000 expertos técnicos, científicos e ingenieros trabajando en él. El imán más grande del proyecto es lo suficientemente fuerte para levantar un portaaviones.

Incluso este enorme proyecto sólo se espera que produzca un poco más de energía de la que utiliza: unos 500 megavatios. Los primeros experimentos se esperan para 2025.

Para mí, esto ilustra lo lejos que está la fusión comercial.

La fusión no llegará a tiempo

Se necesitarán aún décadas para pasar de estos prometedores experimentos a una tecnología probada que impulse la sociedad moderna. Esto supone que simplemente no llegará a tiempo para contribuir realmente a frenar e invertir el cambio climático.

Para tener una oportunidad decente de mantener el cambio climático por debajo de 2℃, tenemos que llegar a cero emisiones netas en todo el mundo en menos de 30 años.

No podemos esperar. Tenemos que descarbonizar el suministro y el uso de la energía lo antes posible.

Muchos países ya se están moviendo a gran velocidad. El Reino Unido tiene previsto llegar a la electricidad sin emisiones en 12 años. Estados como Australia Meridional y Nueva Gales del Sur deberían llegar al mismo tiempo. La Agencia Internacional de la Energía predice que las energías renovables se convertirán en la mayor fuente de generación de electricidad del mundo para 2025.

El abandono de la carga base

Incluso si la fusión llega, se enfrentaría a grandes retos debido al coste de las plantas y a la naturaleza cambiante de la red.

En la segunda mitad del siglo XX, las centrales se hicieron más grandes para lograr economías de escala. Eso funcionó, hasta hace poco. Hace sólo diez años, las grandes centrales de carbón o nucleares producían electricidad más barata que los parques solares o las turbinas eólicas.

Este panorama ha cambiado radicalmente. En 2020, el precio medio global de la energía procedente de las nuevas grandes turbinas eólicas era de 4,1 céntimos por kilovatio-hora, mientras que las granjas solares eran aún más baratas, con 3,7 c/kWh. ¿La media del carbón nuevo? 11,2 c/kWh.

Una economía cada vez más favorable impulsó una inversión masiva en energías renovables en 2020: 127 gigavatios de nueva energía solar, 111 de nueva energía eólica y 20 de energía hidráulica. Por el contrario, sólo se pusieron en marcha 3 GW de energía nuclear neta, mientras que la energía de carbón se redujo.

Como resultado, estamos viendo un cambio global que se aleja de los viejos modelos de energía de carga base, donde la energía se genera en grandes centrales eléctricas y se transporta a nosotros por la red.

Estos cambios están motivados por el coste. El precio de la electricidad procedente de las energías renovables está cayendo por debajo de los costes de funcionamiento de las viejas centrales de carbón o nucleares. La energía del carbón requiere extraer el material, transportarlo y quemarlo. Las energías renovables obtienen su fuente de energía de forma gratuita.

Los sistemas inteligentes de calefacción, ventilación y aire acondicionado pueden procesar estos datos para ajustar las temperaturas automáticamente y reducir significativamente el consumo de energía.

Por otro lado, los sensores de ocupación pueden apagar y encender los sistemas de refrigeración y calefacción en función de la ocupación.

Los sensores de ocupación también pueden detectar la presencia a través del movimiento recoger los datos, que luego se puede utilizar para hacer ajustes de temperatura en función de la utilización en tiempo real, ahorrando más dinero en el consumo de energía.

Los sistemas HVAC inteligentes se distinguen de los sistemas HVAC tradicionales porque son altamente personalizables. Desde la posibilidad de ajustar la temperatura, la velocidad del ventilador, la calefacción y la humedad hasta la posibilidad de hacer todo esto a distancia, los consumidores pueden controlar el consumo de energía en sus hogares y espacios de trabajo.

Además, la combinación de la climatización inteligente con el aprendizaje automático ayuda al sistema a aprender y adaptarse al usuario.

Las ciudades inteligentes no son sólo las que atienden a la comodidad de sus residentes; también deben contribuir activamente a los retos medioambientales y a la construcción de un caso en el crecimiento de la sociedad.

Los sistemas heredados pueden ser peligrosos, y la inclusión de sistemas tecnológicamente avanzados será importante para construir una sociedad más limpia y sostenible.

No cabe duda de que, al optimizar el consumo de energía, la climatización inteligente hace que nuestras instalaciones sean más sostenibles. La automatización de la climatización es un primer paso importante en la transformación ecológica de los edificios.

Sin embargo, la tecnología y la automatización deben utilizarse con una cantidad significativa de pruebas. Como cualquier dispositivo inteligente, los sistemas inteligentes de climatización también vienen con su cuota de amenazas potenciales. Cualquier cosa que esté conectada a la nube o a Internet tiene la capacidad de ser hackeada.

Por consecuencia, la ciberseguridad y las comprobaciones periódicas de todos los dispositivos conectados son extremadamente importantes para salvaguardar la información sensible y la seguridad. Así pues, los avances tecnológicos deben ir acompañados de la seguridad de quienes los utilizan.

[content-egg module=Youtube template=custom/simple]