Un poco de tecnooptimismo energético

Si sois de los de mirar el precio de la luz por tramos horarios, habréis visto que el inicio de la guerra en Ucrania ha supuesto un incremento claro que se trasladará a nuestra factura. Europa aún depende, y mucho, del gas natural, y sobre todo el centro y norte de Europa depende del gas ruso.

España no se encuentra libre de las tensiones energéticas por la geopolítica, el enfrentamiento Argelia – Marruecos ha supuesto que se nos cierre el principal gaseoducto que nos trae el gas argelino y que pasa por territorio marroquí.

Y como sabéis, en esta librería nos obsesiona el tema del cambio climático. Así que lo del gas es importante, pero sigue siendo un gran emisor de CO2 y nosotros nos apuntamos a los objetivos de la ONU de ir hacia cero emisiones netas más pronto que tarde.

Las renovables son importantes, pero también inestables, y no es un tema menor. Además también tienen muchos costes ambientales, como sabrá cualquiera que esté al tanto de la fuerte oposición que está teniendo en Galicia la implantación masiva de molinos de viento en todas nuestras cordales, con un daño ambiental y paisajístico que será permanente y que convertirá nuestros montes en un gigantesco parque industrial.

¿Hay esperanza? Sí. Y pasa por la, denostada y con razón, energía nuclear. Más concretamente, a corto plazo para por centrales nucleares más baratas y seguras, y a largo plazo por la tan añorada energía de fusión.

¿Es para ya? No, todavía no. Pero la ciencia, y por una vez con la colaboración de TODOS los grandes países (incluyendo Rusia y China) están trabajando de forma muy seria y con unos plazos marcados para lograrla hacia mediados de siglo. El proyecto experimental actual, el JET, parece haber demostrado ya la viabilidad. Y el siguiente que estamos construyendo, el ITER, debería ser ya el último de los reactores experimentales antes de dar paso a la construcción de reactores de fusión masivos. El combustible será el tritio (hidrógeno con dos neutrones), el deuterio (hidrógeno con un neutrón) y el Helio-3 (helio con un neutrón), que son infinitamente más comunes que el uranio, más fáciles de extraer (están en el agua de mar) y que generarán una electricidad libre de residuos radioactivos.

Pero eso es para 2060, o eso se espera. Mientras tanto, hay en camino una nueva hornada de centrales nucleares de fisión, mucho más pequeñas, seguras, algunas incluso transportables, y capaces de suministrar electricidad allí donde se necesita. Rusia tiene una ciudad en el ártico que se está alimentando de una central nuclear instalada en un barco, pero será perfectamente viable pensar en centrales nucleares pequeñitas que puedan ser instaladas en las afueras de una ciudad media (como las que abundan en Galicia) e incluso algunas diminutas que puedan ser transportadas en un trailer para suministrar energía a pueblos pequeños tipo A Estrada.

Otra alternativa, que China acaba de poner en funcionamiento de forma comercial y que también es sumamente interesante son las centrales de sales fluidas, que no requieren ni grandes cúpulas ni un río o un mar para refrigerarlas (algo que limita muchísimo los lugares donde actualmente pueden construirse centrales nucleares, y que también tiene combustibles más baratos que las actuales centrales de uranio). En estas, el combustible nuclear no son barras de uranio en el centro de un reactor refrigerado por agua, sino que el combustible está mezclado en sales fundidas y, en caso de desastre y que el sistema de impulsión del fluido se apague, la central se apagará por su propia naturaleza ya que el fluido se solidificará y por lo tanto no habrá suficiente concentración de uranio para provocar una reacción en cadena que provoque un fundido del contenedor del núcleo, como lo que pasó en Chernobil.

Esta nueva generación de centrales podrá, además, procesar y aprovechar los residuos de alta y media energía que actualmente tenemos almacenados en los almacenamientos temporales, aprovechando mucho más energía actual y generando residuos de baja energía, muchísimo menos peligrosos. No solo no generará nuevos residuos de media y alta energía, sino que los que ahora tenemos en almacenes temporales (generalmente piscinas al lado de la central nuclear) serán el alimento de estas nuevas centrales, disminuyendo la cantidad de residuos peligrosos con los que tendremos que lidiar.

¿Y qué hacemos con esos residuos que aunque sean de baja siguen siendo peligrosos? También tenemos ya solución para eso: El almacenamiento geológico profundo. Los residuos son almacenados a grandísimas profundidades, desde varios cientos de metros hasta incluso kms, de forma que toda esa roca y tierra que ponemos en medio nos garantiza que ninguna radiación ionizante llegará a la superficie. Para ello, es clave elegir lugares que lleven milenios sin actividad sísmica, y también sabemos como localizar esos lugares. Dado que la actividad de los residuos de baja energía son unos cientos de años, y hablamos de almacenarlos en lugares totalmente seguros que llevan muchísimos miles de años sin actividad sísmica, no es en absoluto osado aceptar que es una solución definitiva del problema. El primero de esos almacenamientos será pronto inaugurado en Finlandia.

¿Es esa la única solución? No.

La otra gran solución pasa por las energías renovables. Pero las energías renovables tienen un gran problema: su falta de continuidad. Hoy hace sol, pero mañana podría no hacerlo. Hoy sopla el viento, pero mañana podría no hacerlo. Las soluciones basadas en renovables requieren algo que a día de hoy no tenemos: baterías eficaces, duraderas y de gran capacidad. Pero eso es a día de hoy, porque la tecnología de las baterías, impulsada por el coche eléctrico, está avanzando a una velocidad de escándalo.

¿Qué es una batería? Una batería es un sistema en el que unos iones cargados positivamente (ánodo) y unos iones cargados negativamente (cátodo) están separados por una membrana que impide que se junten, mientras están disueltos en un electrolito (un líquido). De forma que cuando tú aportas energía a ese sistema, esos iones se separan pero cuando tú lo quieres esos iones se van acercando, sin llegar a juntarse, en torno a la membrana y sueltan energía al exterior.

Las baterías actuales, como las de nuestros coches, tienen una gran limitación en cuanto a número de veces que se pueden cargar y descargar. Cuando ha pasado bastante tiempo se van creando cristales en torno a la membrana (dentrinas) e incluso pueden llegar a perforarla (y esa célula de la batería, cortocircuita en una reacción muy calórica que se puede extender a zonas vecinas)

Eso pasa incluso en las nuevas baterías de litio como las que usamos en móviles y ordenadores, y que no es la primera vez que arden o estallan. Además, la actual generación de baterías depende de dos materiales no muy abundantes y por lo tanto muy caros, como son el litio y el cobalto (base de las actuales baterías), que hacen inviable pensar que tengamos suficientes recursos para una electrificación de todo el transporte actual.

Pues bien, también en esto estamos avanzando a marchas forzadas. En dos líneas diferentes. Por un lado estamos consiguiendo ya baterías sin electrolito líquido sino sólido, lo que a priori impedirá la formación de cristales en torno a la membrana. China ha anunciado ya (aunque con gran escepticismo occidental) la primera generación comercial de baterías que funcionan con grafeno. Sea cierto o no, es algo que se logrará en el corto plazo, seguramente antes de cinco años. Eso implicará unas baterías mucho más estables, duraderas, y con tiempos de recarga menores. Una batería de grafeno, se espera, podría mantener un coche funcionando más de un millón de kilómetros, frente a los ochentamil o noventamil de las mejores baterías actuales actuales. Y serían también un modo más que viable de autoproducir electricidad eléctrica casera y almacenarla dado que esa batería podría durar 40 o 50 años antes de tener que ser cambiada.

La otra vía de investigación es que se están investigando y parecen también cerca, baterías sin litio ni cobalto, basadas en átomos mucho más abundantes como el hierro, sodio, magnesio o aluminio.

El problema con todo este tema de las baterías, es que hay muchos anuncios diferentes, y todos estamos a la espera de ver cuales se consolidan y se comercializan para consolidar todas esas promesas. Y os dejamos algunos enlaces a temas ya anunciados:

Batería de IBM sin Litio ni Cobalto.
Batería de flujo de hierro, sin Litio ni Cobalto.
Baterías de Sodio en vez de Litio.
Baterías de Silicio.
Batería de grafeno y aluminio.
Coche chino que promete llevar ya baterías de grafeno.

Sumados los dos avances, baterías sin materiales raros y con electrolito sólido, no es pecar de optimismo pensar en que a corto plazo el problema del almacenamiento energético de la autoproducción eléctrica solar puede ser resuelto.

Y sumado a los avances en energía nuclear de fisión en centrales de nueva generación, y a medio plazo en la fusión. Nos deja entrever un futuro eléctrico con cero emisiones netas de CO2 y sin las actuales tensiones energéticas mundiales.

La cuestión está en si todas esas soluciones llegarán antes de que los humanos nos matemos en guerras por los ya escasos recursos actuales, y la transición a una electricidad verde llegará a tiempo. Pero el futuro optimista está ya ahí, a la vuelta de la esquina.

Y como no podía ser de otro modo, os dejamos algunos libros a modo de recomendación:

La energía nuclear salvará al mundo. Del conocido tuitero @operadornuclear

El futuro de la energía en 100 preguntas

Adios petróleo

Todo lo que debes saber cobre el coche eléctrico