Historia de la transición energética desde 1800
La historia reciente de la humanidad ha vivido múltiples transiciones energéticas en apenas 200 años. El avance de la ciencia y la industria ha modificado drásticamente nuestra forma de vida y la manera en la que utilizamos la energía.
Hasta principios del siglo XIX la humanidad utilizaba fuerzas naturales como el viento o el agua para conseguir la energía necesaria para el día a día de la época. Los cambios del paradigma energético fueron impulsados por inventos revolucionarios como la máquina de vapor o los motores de combustión interna. La utilidad proporcionada por estos inventos y su uso a gran escala fueron el motor de cambio de una economía global principalmente agraria, a una industrial y el motivo de las transiciones energéticas, ya que se necesitaron nuevas fuentes de energía para proporcionar insumos energéticos más eficientes.
El reto de transición energética en el siglo XXI viene dado por la necesidad de reducir los gases de efecto invernadero, o lo que es lo mismo, la “descarbonización”, para evitar los efectos catastróficos del cambio climático. Los países occidentales más desarrollados son muy conscientes de la problemática. La Unión Europea se encuentra a la cabeza de la carrera por la “descarbonización” de sus países miembros, con la puesta en marcha del Plan de Recuperación para Europa. Esta imagen proporciona un contexto histórico del alejamiento continuo de los combustibles fósiles utilizando datos de “Our World in Data” y el científico Vaclav Smil (2017).
(Fuente: “La historia de las transiciones energéticas”, VC Elements)
Primera transición energética: el carbón
Antes de la Revolución Industrial, se utilizaban fuentes naturales para las tareas más habituales del día a día: se quemaba madera y secaba estiércol para calentar los hogares y cocinar, se dependía de la fuerza muscular, el viento y los molinos de agua para moler los granos y para el transporte se utilizaban elementos básicos como la rueda y la fuerza animal.
Durante los siglos XVI y XVII, a medida que la sociedad crecía y se hacía más sofisticada, el aumento de consumo de los hogares y la industria de leña y carbón provocaron escasez y un aumento de los precios de estos elementos. En consecuencia, las economías en vías de industrialización, como el Reino Unido, necesitaron una fuente de energía nueva y más barata. Los británicos optaron por el carbón, lo que marcó el comienzo de la primera gran transición energética.
El aumento de consumo y producción del carbón provocó la caída de sus costes de producción gracias a las economías de escala. Los avances tecnológicos de la época y las adaptaciones a dicho elemento conllevaron nuevas formas de utilización del carbón.
El crecimiento de la participación del carbón en la combinación energética mundial se hace evidente, en 100 años pasó de 1,7% a ser el 47,2%. A nivel particular, el carbón era usado para calentar hogares y cocinar alimentos. A nivel industrial, elementos como el ferrocarril o la máquina de vapor implicaron la multiplicación de su consumo.
| Año | Biomasa Tradicional % del mix energético | Carbón % del mix energético |
|---|---|---|
| 1800 | 98.3% | 1.7% |
| 1820 | 97.6% | 2.4% |
| 1840 | 95.1% | 4.9% |
| 1860 | 86.8% | 13.3% |
| 1880 | 73% | 26.7% |
| 1900 | 50.4% | 47.2% |
| 1920 | 38.4% | 54.4% |
| 1940 | 31.6% | 50.7% |
(Fuente: “Revisión estadística de la energía mundial BP”, 2017, Vaclav Smil; Our World in Data)
Segunda transición energética: el petróleo y el gas
En 1859, Edwin L. Drake construyó el primer pozo de petróleo comercial en Pensilvania, pero fue casi un siglo después cuando el petróleo se convirtió en una importante fuente de energía. Antes de la producción en masa de automóviles, el petróleo se usaba principalmente para lámparas.
Este aceite mineral, a nivel mundial, comenzó a entrar en juego como recurso energético hacia finales del siglo XIX, época en que era utilizado para la iluminación en la forma de queroseno, razón por lo cual se llamaba también petróleo de quemar. El bajo precio del petróleo, consecuencia de la gran cantidad disponible, estimuló el consumo de queroseno en el alumbrado y en las cocinas y la calefacción, sustituyendo al carbón en los hogares.
Sin embargo, la auténtica revolución del petróleo se dio con la industria del automóvil. A principios del siglo XX en España no había automóviles, 30 años después había más de 250.000 unidades. El invento del motor de combustión interna comenzó a aumentar después de la introducción de las líneas de montaje, y a partir de 1945 se disparó. Tanto es así que en España se abandonaron los planes de construir una densa red de ferrocarriles (de carbón), y se apostó por la construcción de carreteras para los vehículos particulares.
Paulatinamente se fue utilizando este combustible para toda clase de usos, en fábricas de todo el mundo e incluso para producir electricidad. Tuvo un impacto fundamental la introducción del butano en bombonas, que abrió nuevas oportunidades para usar gas natural en las casas particulares. A medida que se instalaron las tuberías, el gas se convirtió en una fuente importante de energía para la calefacción, la cocina, los calentadores de agua y otros electrodomésticos que pronto abastecieron millones de hogares. En la siguiente tabla se observan los porcentajes mundiales de las fuentes de energía del mix energético años después de la segunda revolución industrial.
| Año | Carbón % del mix energético | Petróleo % del mix energético | Gas natural % del mix energético |
|---|---|---|---|
| 1950 | 44.4% | 19.1% | 7.3% |
| 1960 | 37% | 26.6% | 10.7% |
| 1970 | 25.7% | 40.2% | 14.5% |
| 1980 | 23.8% | 40.6% | 16.3% |
| 1990 | 24.4% | 35.5% | 18.4% |
| 2000 | 22.5% | 35.1% | 19.7% |
(Fuente: “Revisión estadística de la energía mundial BP”, 2017, Vaclav Smil; Our World in Data)
Hacia 1975 la petrolización en España era casi completa, un 80% de la energía total consumida era a base de este combustible, que llegó a arrinconar al carbón. Con el tiempo comenzó el lento declive del petróleo y el gas. Actualmente apenas supera el 40% de la energía básica.
El carbón perdió tanto el mercado de la calefacción doméstica frente al gas y la electricidad, como el mercado del transporte frente al petróleo. A pesar de esto, el carbón se convirtió en la fuente de generación de electricidad más importante del mundo y aún hoy en día representa más de un tercio de la producción mundial de electricidad en la actualidad.
Durante la segunda mitad del siglo XX también es destacable la producción de energía nuclear. Tras la Segunda Guerra Mundial se empezaron a establecer tratados para regular la fabricación de armas nucleares e impulsar el uso pacífico de la energía nuclear. La primera central de este tipo se inauguró en 1954 en la Unión Soviética. A partir de entonces, este tipo de centrales se extendieron por el mundo y se han convertido en una fuente de producción de electricidad importante en muchos países. Sin embargo, los elevados costes de instalación y mantenimiento de las centrales que usan el uranio como combustible, unido a los graves accidentes de Three Mile Island en 1979, Chernóbil en 1986 y Fukushima en 2011, han relegado a esta energía a un papel secundario en gran número de países que en su día apostaron por ella.
Por último, también entre finales del siglo XIX y finales del siglo XX, hay que mencionar la importancia de la generación de electricidad en centrales hidroeléctricas. A finales del siglo XIX, la extensión del alumbrado eléctrico y la revolución de las telecomunicaciones, elevaron la electricidad procedente de las centrales hidroeléctricas a ser una de las fuentes de energía más importantes a nivel mundial junto al ya mencionado carbón. A nivel nacional, en España, se debe hacer mención durante las décadas del 50 y 60 de la importancia de la producción de electricidad en centrales hidroeléctricas. Hacia 1950 casi toda la electricidad se fabricaba en centrales hidroeléctricas, renovables y no contaminantes. Estas centrales todavía existen a día de hoy. Hacia 1970 se tomó la decisión de construir enormes centrales térmicas de carbón, petróleo, energía nuclear y gas natural (en ese orden de aparición) para fabricar electricidad, y la producción hidráulica quedó reducida a un porcentaje menor.
Tercera transición energética: la transición a la energía renovable
Las fuentes de energía renovables están en el centro de la transición energética que se está produciendo en los últimos quince años. Las energías renovables, en especial la eólica, la hidráulica y la solar, se han ido incorporando gradualmente al mix energético global, experimentando un crecimiento constante.
Una de las técnicas más punteras actuales de generación de energía renovable es el conocido como hidrógeno verde o hidrógeno renovable. Se consigue mediante electrólisis del agua y su importancia radica en su posibilidad eficiente de sustituir a los combustibles fósiles sin generar ningún tipo de emisión contaminante a la atmósfera. Uno de los principales atractivos del hidrógeno es su versatilidad, ya que no solo se puede usar como vector energético, sino también como materia prima. Por este motivo, tiene algunas de las aplicaciones más prometedoras para contribuir a la descarbonización del planeta, como, por ejemplo: para el almacenamiento de energía, el hidrógeno verde como combustible, su uso en la industria pesada o su utilización en el entorno doméstico.
Estas nuevas fuentes de energía deben jugar un papel clave y acelerado en la diversificación del mix energético. Son la solución ante un modelo energético insostenible que tiene dos problemas principales:
- El primero, y más evidente, se trata de las consecuencias catastróficas que provocan los gases de efecto invernadero. La comunidad científica está de acuerdo en que el efecto invernadero está tan desarrollado que ya no podemos parar el calentamiento de la tierra, solo podemos hacer que este calentamiento no sea excesivo. Según el Acuerdo de París, los países acogidos al acuerdo se hacen responsables de reducir sus emisiones para evitar un calentamiento global que implique un aumento de la temperatura media no superior a los 1.5 grados para el año 2050.
- El segundo, la creciente demanda global de energía a la que recursos naturales finitos como el petróleo, no pueden hacer frente.
A medida que los países se conciencian e intensifican sus medidas políticas y esfuerzos económicos para reducir las emisiones, las capacidades de energía solar, eólica, hidráulica y del hidrógeno verde se expanden a nivel mundial.
Como puede observarse en la imagen, la participación de las energías renovables en la combinación energética global en los últimos veinte años no ha hecho más que aumentar.
En la primera década del 2000, la participación de las energías renovables solamente aumentó un 1.1% en diez años. En la segunda década de los 2000, es decir, de 2010 a 2020, mismo periodo de tiempo que el caso anterior, se ha incrementado un 6.6%. Se puede observar también un incremento mayor, con respecto a años anteriores, del uso de energías limpias (un aumento del 2%) entre el 2015 y el 2020, siendo estos los años en los que la comunidad internacional focalizó y le dio voz al problema medioambiental.
| Año | Biomasa tradicional % del mix energético | Renavables % del mix energético | Combustibles fósiles % del mix energético | Energía nuclear % del mix energético |
|---|---|---|---|---|
| 2000 | 10.2% | 6.6% | 77.3% | 5.9% |
| 2005 | 8.7% | 6.5% | 79.4% | 5.4% |
| 2010 | 7.7% | 7.7% | 79.9% | 4.7% |
| 2015 | 6.9% | 9.2% | 79.9% | 4% |
| 2020 | 6.7% | 11.2% | 78% | 4% |
(Porcentajes a nivel mundial. Fuente: VC Elements)
Desde la Revolución Industrial, las transiciones energéticas sectoriales (es decir, la difusión de fuentes de energía y tecnologías) han tardado una media de casi cincuenta años en desarrollarse. La transición energética actual no tiene precedentes. Los objetivos climáticos marcan el deber de tener cero emisiones netas para el año 2050. Esto requiere de un cambio realmente rápido de producción de energías renovables y su implantación en la sociedad. Implica esencialmente la desaparición total de los combustibles fósiles en menos de 30 años.
Las adiciones de capacidad de energía renovable se superan cada año. En 2021 estaban camino de establecer un nuevo récord anual, tras superar el año récord de 2020. Además, la inversión en transición energética global alcanzó su cifra más alta con más de 755 mil millones de dólares en 2021.
El periodo más corto entre la invención que revoluciona la industria y su adopción por la sociedad fue de diez años. Esto ocurrió en los casos de la iluminación por gas y queroseno. La ausencia de una competencia firme (ya que competían con las primitivas velas de cera), las cualidades radicalmente superiores de la fuente de energía, la tecnología en comparación con la existente y la gran demanda de iluminación en el siglo XIX implicaron que la cadena de innovación fuera excepcionalmente rápida. Otro ejemplo de transición rápida fue la del caballo al ferrocarril a mediados del siglo XIX siendo esta de 30 años. La velocidad de adopción de las nuevas tecnologías y de las transiciones energéticas está influida por el aumento de la demanda de servicios energéticos.
Para lograr una transición energética completa hacia fuentes bajas en carbono es necesario desarrollar soluciones tecnológicas e institucionales para lograr una transición específica. Además de aumentar la capacidad de generación para las soluciones tecnológicas, también es indispensable la inversión masiva en recursos naturales, infraestructura y almacenamiento. Todo esto unido al cambio que debemos hacer todos individualmente en cuanto a nuestros hábitos de consumo de energía.
¿Seremos capaces de crear una tecnología eficiente y que compita con las fuentes de energía no renovables? ¿Conseguiremos unas emisiones cero para 2050?
Las acciones e inversión que se realicen en los próximos años lo dirán.
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