La energía hidroeléctrica es, con diferencia, la mayor de las renovables del mundo, ya que produce más del doble de energía que la eólica y más de cuatro veces la solar y la denominada “energía hidroeléctrica de bombeo”, representa más del 90% de la capacidad total de almacenamiento de energía del mundo.
Mientras que en las últimas décadas el precio de la energía eólica y la solar se ha desplomado y la disponibilidad se ha disparado, la generación nacional de energía hidroeléctrica se ha mantenido relativamente estable, ya que el país ha construido centrales hidroeléctricas en los lugares geográficamente más idóneos.
A nivel internacional, la historia es diferente. En las últimas décadas, China ha impulsado su expansión económica construyendo miles de nuevas presas hidroeléctricas, que a menudo son enormes. África, India y otros países de Asia y el Pacífico están dispuestos a hacer lo mismo.
Pero la expansión sin una estricta supervisión medioambiental podría acarrear problemas, ya que las presas y los embalses alteran los ecosistemas fluviales y los hábitats circundantes, y estudios recientes demuestran que los embalses pueden emitir más dióxido de carbono y metano de lo que se pensaba.
Además, la sequía provocada por el clima está convirtiendo la energía hidráulica en una fuente de energía menos fiable, ya que las presas del Oeste americano han perdido una parte importante de su capacidad de generación de electricidad.
“En un año normal, la presa Hoover genera unos 4.500 millones de kilovatios hora de energía”, afirma Mark Cook, director de la emblemática presa Hoover. “Con el lago como está ahora, son más bien 3.500 millones de kilovatios hora”.
Sin embargo, los expertos afirman que la energía hidroeléctrica tiene un gran papel que desempeñar en un futuro 100% renovable, por lo que es necesario aprender a mitigar estos retos.
Energía hidroeléctrica en Estados Unidos
En 2021, la energía hidroeléctrica representó alrededor del 6% de la generación de electricidad a escala de servicios públicos en Estados Unidos y el 32% de la generación de electricidad renovable. A nivel nacional, fue la mayor renovable hasta 2019, cuando fue superada por la eólica.
Cuesta decenas de millones de dólares y años de esfuerzo pasar por el proceso de autorización. Y algunas de estas instalaciones, sobre todo las más pequeñas, no disponen de ese dinero ni de ese tiempo.
No se espera que Estados Unidos vea un gran crecimiento de la energía hidroeléctrica en la próxima década, en parte debido al oneroso proceso de concesión de licencias y permisos.
Malcolm Woolf, Presidente y Director General de la Asociación Nacional de Energía Hidroeléctrica, calcula que hay docenas de organismos diferentes que intervienen en la concesión o renovación de la licencia de una sola instalación hidroeléctrica. El proceso, dice, lleva más tiempo que la concesión de licencias a una central nuclear.
Como la media de las centrales hidroeléctricas de Estados Unidos tiene más de 60 años, muchas de ellas tendrán que volver a obtener su licencia pronto.
“Así que podríamos enfrentarnos a una serie de renuncias de licencias, lo que resulta irónico justo cuando estamos intentando aumentar la cantidad de generación flexible y libre de carbono que tenemos en este país”, dijo Woolf.
Pero el Departamento de Energía afirma que hay potencial para el crecimiento nacional, mediante la mejora de las viejas plantas y la adición de energía a las presas existentes.
El crecimiento del sector se basa también en la expansión de la energía hidroeléctrica de bombeo, que está ganando adeptos como forma de “afianzar” las energías renovables, almacenando el exceso de energía para utilizarla cuando el sol no brilla y el viento no sopla.
Cuando una instalación de almacenamiento por bombeo genera energía, funciona como una central hidroeléctrica normal: El agua fluye desde el embalse superior al inferior, haciendo girar una turbina generadora de electricidad por el camino.
La diferencia es que una instalación de almacenamiento por bombeo puede recargarse, utilizando la energía de la red para bombear el agua desde abajo hasta el embalse superior, almacenando así energía potencial que puede liberarse cuando se necesite.
Aunque la capacidad de generación de electricidad de las centrales de bombeo es de unos 22 gigavatios, hay más de 60 gigavatios de proyectos propuestos en fase de desarrollo. Esta cifra sólo es superada por China.
En los últimos años, las solicitudes de permisos y licencias para sistemas de almacenamiento por bombeo han aumentado considerablemente, y se están considerando nuevas tecnologías.
Entre ellas se encuentran las instalaciones de “circuito cerrado”, en las que ningún depósito está conectado a una fuente de agua exterior, o instalaciones más pequeñas que utilizan tanques en lugar de depósitos. Ambos métodos serían probablemente menos perturbadores para el medio ambiente circundante.
Emisiones y sequía
Represar los ríos o crear nuevos embalses puede obstruir la migración de los peces y arruinar los ecosistemas y hábitats circundantes. Las presas y los embalses han llegado a desplazar a decenas de millones de personas a lo largo de la historia, generalmente comunidades indígenas o rurales.
Los daños ambientales son ampliamente reconocidos, pero un nuevo reto, como lo son las emisiones de los embalses, está recibiendo cada vez más atención.
″Lo que la gente no sabe es que estos embalses emiten mucho dióxido de carbono y metano a la atmósfera, que son dos gases de efecto invernadero muy potentes”, dijo Ilissa Ocko, Científica Principal del Clima en el Fondo de Defensa del Medio Ambiente.
Las emisiones proceden de la descomposición de la vegetación y otras materias orgánicas liberan metano cuando se inunda una zona para crear un embalse.
“Por lo general, ese metano se convierte en dióxido de carbono, pero para ello se necesita oxígeno. Y si el agua está muy, muy caliente, las capas del fondo se quedan sin oxígeno”, explica Ocko, lo que significa que el metano se libera a la atmósfera.
Cuando se trata de calentar el mundo, el metano es más de 80 veces más potente que el CO2 durante los primeros 20 años después de su liberación. Hasta ahora, las investigaciones demuestran que las zonas más cálidas del mundo, como India y África, suelen tener plantas más contaminantes, mientras que Ocko afirma que los depósitos de China y Estados Unidos no son especialmente preocupantes.
Otro problema importante para la energía hidroeléctrica es la sequía provocada por el clima. Los embalses poco profundos producen menos energía, y eso es especialmente preocupante en el Oeste americano, que ha vivido el periodo de 22 años más seco de los últimos 1.200 años.
Un estudio reveló que, entre 2001 y 2015, se liberaron 100 millones de toneladas adicionales de dióxido de carbono en 11 estados del oeste de EE.UU. debido a que la sequía ha provocado el abandono de la energía hidroeléctrica. Durante una racha especialmente dura para California entre 2012-2016, otro estudio estimó que la pérdida de generación hidroeléctrica le costó al estado 2.450 millones de dólares.
El futuro de la energía hidroeléctrica
La modernización de la infraestructura hidroeléctrica existente podría aumentar la eficiencia y recuperar algunas pérdidas relacionadas con la sequía, así como garantizar que las centrales puedan funcionar durante muchas décadas.
De aquí a 2030, se gastarán 127.000 millones de dólares en la modernización de centrales antiguas en todo el mundo. Esto representa casi una cuarta parte de la inversión total en energía hidroeléctrica a nivel mundial, y casi el 90% de la inversión en Europa y Norteamérica.
En la presa Hoover, eso ha supuesto la adaptación de algunas de sus turbinas para que funcionen con mayor eficiencia a menor altura, la instalación de compuertas más finas, que controlan el flujo de agua hacia las turbinas, y la inyección de aire comprimido en las turbinas para aumentar su eficiencia.
Pero en otras partes del mundo, la mayor parte de la inversión se destina a nuevas centrales.
Se espera que los grandes proyectos estatales de Asia y África representen más del 75% de la nueva capacidad hidroeléctrica hasta 2030. Pero algunos se preocupan por el impacto que estos proyectos tendrán en el medio ambiente.
“En mi humilde opinión, están sobreconstruidos. Se construyen con una capacidad masiva que no es necesaria”, dijo Shannon Ames, directora ejecutiva del Instituto de Energía Hidroeléctrica de Bajo Impacto. “Podrían hacerse como centrales de pasada y sólo habría que diseñarlas de otra manera”.
Las hidroeléctricas de paso no incluyen un embalse, por lo que tienen menos impacto en el medio ambiente, pero no pueden generar energía a demanda, ya que la producción depende de los caudales estacionales. Se espera que la energía hidroeléctrica de paso o pasada represente alrededor del 13% de la capacidad total añadida en esta década, mientras que la hidroeléctrica tradicional (tipo embalse) representará el 56% y la de bombeo el 29%.
En general, el crecimiento de la energía hidroeléctrica se está ralentizando y se prevé que se reduzca en un 23% hasta 2030. La inversión de esta tendencia dependerá en gran medida de la agilización de los procesos de regulación y concesión de permisos, así como del establecimiento de elevadas normas de sostenibilidad y programas de medición de emisiones para garantizar la aceptación de la comunidad.
Un plazo de desarrollo más corto ayudaría a los promotores a obtener acuerdos de compra de energía, con lo que se incentivaría la inversión, ya que la rentabilidad estaría garantizada.
Encontrar los incentivos adecuados para el desarrollo de la energía hidroeléctrica y el almacenamiento por bombeo, y garantizar que se hace de forma sostenible, va a ser fundamental para desarticular al mundo de los combustibles fósiles. Pero creo que la gente se está dando cuenta cada vez más de que no se puede tener una red fiable sin energía hidroeléctrica.
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