¿Sobrevivirán las energías renovables al cambio climático provocado por los combustibles fósiles?

La quema incesante de combustibles fósiles ha provocado las sequías que ahora reducen la energía hidroeléctrica y las nubes que atenúan la producción solar, obligando a colocar la meteorología y la climatología en el centro de la transición energética para maximizar el uso de las energías renovables.

Los combustibles fósiles han llevado a un insostenible sistema energético que está poniendo en peligro la vida en la planeta al haber desencadenado el cambio climático. Ahora, la solución, las energías renovables, también se ven afectadas por el calentamiento global y se necesitan nuevas estrategias para maximizar su uso y garantizar la generación de energía.

Pese a ello, la carrera hacia las energías renovables es imparable y, a pesar de los retos que plantea la crisis climática, hay signos de progreso: Los paneles solares empiezan a cubrir los desiertos, las turbinas eólicas salpican las costas y las presas hidroeléctricas aprovechan los caudalosos ríos para producir electricidad limpia.

De hecho, los nuevos datos de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) muestran que la capacidad renovable mundial creció en un récord de 585 gigavatios en 2024, lo que representa más del 90 por ciento de toda la nueva potencia añadida en todo el mundo, y la tasa de crecimiento anual más rápida en dos décadas.

Sin embargo, a pesar del empuje que están cobrando las energías renovables, impulsadas por el abaratamiento de la tecnología y la urgente necesidad de reducir las emisiones de carbono, los expertos alertan de la necesidad de tomar precauciones: Dado que las fuentes de energía renovables dependen de las condiciones meteorológicas, el cambio climático está dictando cada vez más, y poniendo en peligro, la producción de energía renovable.

Esta tendencia se acentuó en 2023, marcado por una volatilidad que perturbó la generación de energía renovable en todo el mundo. Las temperaturas se dispararon 1,45 °C por encima de los niveles preindustriales, y el paso de La Niña a El Niño alteró las precipitaciones, los patrones de viento y la radiación solar.

Hamid Bastani, experto en clima y energía de la Organización Meteorológica Mundial (OMM), ofreció un crudo ejemplo de este impacto. “En Sudán y Namibia, la producción hidroeléctrica se redujo en más de un 50% debido a una pluviosidad inusualmente baja”, declaró en una entrevista con Noticias ONU.

En Sudán, las precipitaciones totalizaron sólo 100 milímetros (menos de cuatro pulgadas) en 2023, menos de la mitad de la media nacional a largo plazo.

“Se trata de un país en el que la energía hidroeléctrica representa alrededor del 60% de la electricidad. Estas reducciones podrían tener implicaciones significativas”, explicó Bastani, señalando que el sistema eléctrico abastece a una población grande y en rápido crecimiento de unos 48 millones de habitantes.

Estos cambios no se limitan a la energía hidroeléctrica. También la energía eólica ha mostrado signos de tensión ante el cambio climático.

China, que representa el 40% de la capacidad eólica terrestre mundial, sólo registró un modesto aumento de la producción de entre el 4% y el 8% en 2023, ya que las anomalías del viento interrumpieron la generación. En la India, la producción disminuyó debido a la debilidad de los vientos monzónicos, mientras que algunas regiones de África experimentaron pérdidas aún mayores, con una caída de la producción eólica de entre el 20 y el 30%.

En Sudamérica, la balanza se inclinó hacia el otro lado. Los cielos despejados y la elevada radiación solar impulsaron el rendimiento de los paneles solares, sobre todo en países como Brasil, Colombia y Bolivia.

De este modo, la región experimentó un aumento de entre el 4% y el 6% en la generación de energía solar, un aumento impulsado por el clima que se tradujo en aproximadamente tres teravatios-hora de electricidad adicional, suficiente para abastecer a más de dos millones de hogares durante un año a un ritmo de consumo medio.

“Este es un buen ejemplo de cómo la variabilidad climática puede a veces crear oportunidades”, explica Roberta Boscolo, que dirige la Oficina de la OMM en Nueva York y anteriormente la labor de la agencia en materia de clima y energía. “En Europa también estamos viendo más días con alta radiación solar, lo que significa que la energía solar se está volviendo más eficiente con el tiempo”.

Boscolo y Bastani se encuentran entre los colaboradores de un estudio reciente de la OMM y la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) en el que se examina cómo las condiciones climáticas en 2023, determinadas por El Niño, el calentamiento global y los extremos regionales, afectarían tanto a la generación de energías renovables como a la demanda energética en todo el mundo.

Sistemas construidos sobre la estabilidad, en un mundo que es cualquier cosa menos eso

Boscolo, que lleva años trabajando en la intersección entre la climatología y la política energética, no duda en señalar la vulnerabilidad de las infraestructuras de energías renovables. Las presas, las granjas solares y las turbinas eólicas se diseñan en función de patrones climáticos pasados, lo que las hace susceptibles a los cambios del clima.

Por ejemplo, la energía hidroeléctrica. Las presas dependen de caudales estacionales predecibles, a menudo alimentados por el deshielo o la escorrentía glaciar. “La energía hidroeléctrica aumentará a corto plazo con el deshielo de los glaciares. “Pero cuando desaparezcan los glaciares, desaparecerá el agua. Y eso es irreversible, al menos a escala humana”.

Este patrón ya se está desarrollando en regiones como los Andes y el Himalaya. Si el agua de deshielo desaparece, los países tendrán que cambiar su forma de generar energía o enfrentarse a déficits energéticos a largo plazo.

Un informe reciente del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), por ejemplo, señalaba que el aumento del nivel del mar y las tormentas más fuertes suponen riesgos crecientes para las instalaciones de producción de energía, incluidas las granjas solares situadas cerca de las costas.

Del mismo modo, los incendios forestales, cada vez más intensos y frecuentes, también pueden derribar líneas eléctricas y dejar sin luz a regiones enteras, mientras que el calor extremo puede reducir la eficiencia de los paneles solares y poner a prueba la infraestructura de la red, justo cuando la demanda de refrigeración alcanza su punto máximo.

Las centrales nucleares también corren peligro con el cambio climático.

“Hemos visto centrales nucleares que no podían funcionar por falta de agua… para refrigeración”, dijo Boscolo. A medida que las olas de calor se hacen más frecuentes y el nivel de los ríos desciende, algunas instalaciones nucleares antiguas pueden dejar de ser viables en sus ubicaciones actuales.

“Esto es otra cosa que en el futuro habrá que mirar con otros ojos. Cuando diseñamos, cuando construimos, cuando proyectamos infraestructuras de generación de energía, tenemos que pensar realmente en cuál será el clima del futuro, no en cuál fue el clima del pasado”.

Adaptarse al futuro a través de los datos y la tecnología

El experto subraya que una cosa es cierta: Nuestro planeta se dirige hacia un futuro en el que la electricidad, especialmente la procedente de fuentes renovables, será fundamental.

“Nuestro transporte va a ser eléctrico; nuestra cocina va a ser eléctrica; nuestra calefacción va a ser eléctrica. Si no tenemos un sistema eléctrico fiable, todo se vendrá abajo. Necesitaremos tener esta inteligencia climática cuando pensemos en cómo cambiar nuestros sistemas energéticos y la fiabilidad y resistencia de nuestro sistema energético en el futuro”.

De hecho, para adaptarse, ambos expertos hicieron hincapié en la necesidad de adoptar lo que denominan inteligencia climática: la integración de las previsiones, los datos y la ciencia del clima en todos los niveles de la planificación energética.

“En el pasado, los planificadores energéticos trabajaban con medias históricas”, explicó Bastani. “Pero el pasado ya no es una guía fiable. Necesitamos saber qué hará el viento la próxima temporada, cómo serán las precipitaciones el año que viene, no sólo cómo eran hace una década”.

En Chile, por ejemplo, la generación hidroeléctrica aumentó hasta un 80% en noviembre de 2023, debido a unas precipitaciones inusualmente altas. Aunque este aumento se debió al clima, los expertos afirman que una previsión estacional avanzada podría ayudar a los operadores de presas a anticiparse mejor a este tipo de fenómenos en el futuro y gestionar los embalses para almacenar agua de forma más eficaz.

Del mismo modo, los trabajadores de los parques eólicos pueden utilizar las previsiones para programar el mantenimiento durante los periodos de poco viento, minimizando el tiempo de inactividad y evitando pérdidas. Los operadores de la red también pueden planificar los picos de energía durante olas de calor o sequías.

“Ahora tenemos previsiones que abarcan desde unos segundos hasta varios meses”, explica Bastani. “Cada una tiene una aplicación específica: desde el equilibrio inmediato de la red hasta decisiones de inversión a largo plazo”.

La inteligencia artificial (IA) está echando una mano: Los modelos de aprendizaje automático entrenados con datos climáticos y energéticos pueden predecir ahora las fluctuaciones de los recursos con mayor resolución y precisión. Estas herramientas podrían ayudar a optimizar cuándo desplegar el almacenamiento en baterías o cambiar la energía entre regiones, haciendo que el sistema sea más flexible y receptivo.

“Estos modelos pueden ayudar a los operadores a anticipar mejor las fluctuaciones del viento, la lluvia o la radiación solar”, explicó Bastain.

Por ejemplo, dos recientes proyectos energéticos de la OMM ilustran cómo puede aplicarse la inteligencia artificial a la planificación de las energías renovables en el mundo real. En Costa Rica, la agencia trabajó con las autoridades energéticas nacionales para desarrollar y aplicar un modelo basado en IA para la previsión a corto plazo de la velocidad del viento. La herramienta está ahora integrada en la plataforma interna de previsión energética del Instituto Costarricense de Electricidad, ayudando a optimizar las operaciones en parques eólicos seleccionados.

En Chile, otro proyecto se centró en la tecnología solar flotante, utilizando la IA para estimar las tasas de evaporación en los embalses. Los resultados, ahora incorporados a la plataforma oficial Solar Energy Explorer de Chile, mostraron que los paneles solares flotantes pueden reducir la evaporación del agua hasta un 85% en verano, con una media nacional del 77%.

De hecho, la promesa y el reto de una planificación climáticamente inteligente de las energías renovables son más evidentes en el Sur Global. África, por ejemplo, cuenta con uno de los mejores potenciales solares del planeta y, sin embargo, sólo el 2% de la capacidad renovable instalada en el mundo se encuentra en el continente.

¿A qué se debe esta diferencia? Boscolo apunta a la falta de datos y de inversión.

“En muchas partes del Sur Global, simplemente no hay suficientes datos de observación para crear previsiones precisas o hacer que los proyectos energéticos sean financiables”, dijo. “Los inversores necesitan proyecciones fiables a largo plazo. Sin eso, el riesgo es demasiado alto”.

La OMM trabaja para mejorar la vigilancia meteorológica y energética en las regiones desatendidas, pero los avances son desiguales. La agencia reclama más financiación para redes de datos locales, planificación energética transfronteriza y servicios climáticos adaptados a las necesidades regionales.

“No se trata sólo de mitigar el cambio climático”, añadió Boscolo. “Es una oportunidad de desarrollo. La energía renovable puede llevar electricidad a las comunidades, impulsar el crecimiento industrial y crear empleo si los sistemas se diseñan correctamente”.

Bastani considera necesario que las empresas energéticas y los climatólogos compartan datos a escala mundial.

“Hay un enorme potencial sin explotar en los datos recogidos por el sector privado (…) integrar las observaciones históricas y en tiempo real de las centrales eléctricas, solares, eólicas, hidroeléctricas, incluso nucleares, puede mejorar significativamente los modelos meteorológicos y climáticos. Todos salimos ganando”.

Diversificar la cartera energética para adaptarse

Otra medida clave para garantizar la energía limpia en un futuro próximo es la diversificación. Depender demasiado de una sola fuente renovable puede exponer a los países a cambios climáticos estacionales o a largo plazo, explica Bastani.

En Europa, por ejemplo, los planificadores energéticos están cada vez más preocupados por el llamado dunkelflaute, un periodo de tiempo nublado y sin viento en invierno que perjudica tanto a la energía solar como a la eólica. Este fenómeno, vinculado a los sistemas de alta presión conocidos como penumbra anticiclónica, ha dado lugar a peticiones de más almacenamiento de energía y energía de reserva.

“Es esencial una combinación diversificada que incluya energía solar, eólica, hidráulica, almacenamiento en baterías e incluso fuentes con bajas emisiones de carbono (como la geotérmica)”, afirma Bastani. “Especialmente a medida que el clima extremo se hace más frecuente”.

Hacia el futuro

A medida que el mundo avanza hacia un futuro alimentado por energías renovables, es imperativo afrontar los retos que plantea el cambio climático. La volatilidad experimentada en 2023 subraya la necesidad de una planificación climáticamente inteligente y de infraestructuras que puedan soportar cambios impredecibles en los patrones meteorológicos.

Para que las energías renovables cumplan realmente su promesa, el mundo debe invertir no sólo en ampliar la capacidad, sino también en construir un sistema que sea resistente, adaptable y basado en la mejor ciencia climática disponible.

Los expertos de la OMM Hamid Bastani y Roberta Boscolo subrayan la importancia de integrar la inteligencia climática en los sistemas energéticos para garantizar su fiabilidad y resiliencia. Aprovechando la previsión avanzada y la inteligencia artificial, podemos anticiparnos y adaptarnos mejor a estos cambios, optimizando la producción de energía renovable y salvaguardando nuestro futuro.

El futuro de la energía no consiste solo en más turbinas eólicas y paneles solares, sino también en garantizar que puedan resistir las mismas fuerzas que están destinadas a mitigar.

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