Nota del editor: Don Lincoln es un científico sénior del Laboratorio Nacional de Aceleradores Fermi. Es autor de varios libros de ciencia para el público en general, entre ellos el audiolibro de gran éxito “The Theory of Everything: The Quest to Explain All Reality”. También produce una serie de videos de educación científica. Síguelo en Facebook. Las opiniones expresadas en este comentario le pertenecen únicamente a él. Ve más opiniones aquí.
(CNN) – La sexta versión del informe sobre el clima del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) se publicó el lunes, y predice un futuro funesto. El calentamiento global avanza peligrosamente y de forma que cambiará la vida de nuestros hijos. El informe consta de 1.300 páginas de ciencia seria y bien considerada. Debería ser una lectura obligatoria para todo el mundo, o al menos el resumen ejecutivo.
No hay ningún argumento creíble contra el hecho de que el uso continuado de combustibles fósiles, que emiten dióxido de carbono, es un peligro para la Tierra. Los datos son convincentes y han sido tabulados por muchos organismos científicos de confianza, como la Academia Nacional de Ciencias y su análogo internacional, el IPCC, así como muchos otros.
El cambio a fuentes de energía más ecológicas es inevitable, al igual que la necesidad de más energía a medida que la población mundial aumenta y los países en desarrollo se unen al mundo desarrollado. Sin embargo, todavía quedan por resolver cuestiones técnicas en el caso de algunas fuentes de energía verde.
Hay desacuerdo sobre lo que constituye la energía verde. Aunque personalmente estoy a favor del aumento de la generación eléctrica nuclear, hay quienes consideran que Fukushima, Chernobyl y Three Mile Island son lo suficientemente preocupantes como para rechazar esta energía nuclear como “verde”. Admito que es necesario aumentar la seguridad, pero para mí, la energía nuclear es superior a lo que hemos estado haciendo. Y ciertamente se puede extraer una enorme potencia del centro de los núcleos de uranio.
Pero incluso las personas que descartan la energía nuclear estarán generalmente de acuerdo en que la energía verde incluye la eólica, la solar y, a veces, las hidroeléctricas. Sin embargo, hay una enorme deficiencia asociada a algunas de estas tecnologías, fácilmente señalada por cualquiera, y es que el sol no brilla todo el día, hay días nublados, y el viento es una cosa dudosa en muchos lugares.
Entonces, ¿cómo se almacena toda esa energía para utilizarla por la noche o en un día sin viento? Literalmente, las tecnologías verdes tienen que guardar la energía para un día lluvioso.
Una idea es utilizar el exceso de energía en los días soleados o ventosos para bombear el agua a un depósito, de modo que en los momentos en que se necesite energía, el agua del depósito pueda utilizarse para hacer girar las turbinas. Otra opción es convertir el agua en hidrógeno y oxígeno, que luego puede quemarse cuando se necesite, dejando solo energía y agua como subproducto. Ambas opciones son prometedoras.
Sin embargo, la tecnología de la que más se habla es la de utilizar baterías para almacenar la energía generada por fuentes verdes intermitentes. Y es una gran idea, pero para desplegar las baterías en grandes cantidades hay que tener en cuenta factores prácticos, como el costo y la cantidad total de energía que se puede almacenar.
Un reciente avance de una empresa del área de Boston, llamada Form Energy, ha ideado una tecnología que podría tener un gran impacto en la energía verde. Se trata de una nueva batería que utiliza hierro y oxígeno. Esta tecnología absorberá energía y convertirá el óxido en hierro, liberando oxígeno y luego, cuando se necesite energía, convertirá el metal de hierro en óxido, absorbiendo oxígeno.
Es un truco muy bueno, si es que funciona. Ciertamente, la ciencia de la oxidación y la desoxidación (es decir, la oxigenación frente a la reducción en la jerga científica) se entiende bien. Al fin y al cabo, convertimos el mineral de hierro (que es en gran parte óxido) en hierro, y la mayoría de la gente ha visto cómo se desarrolla el óxido en su coche. Por lo tanto, no hay ningún misterio científico. Las verdaderas preguntas son “¿cuánto cuesta?” y “¿a qué velocidad se agota y recarga la batería?”. Quizá una pregunta aún más básica sea “¿funciona?”.
Form Energy afirma dos cosas. Una es que el costo del almacenamiento de energía con una batería de intercambio de hierro y oxígeno es inferior a US$ 20 por kilovatio/hora. La segunda es que esta batería durará 100 horas, lo que significa que suministrará energía durante unos cuatro días de condiciones de cielo nublado o sin viento.
La batería de hierro/oxígeno debe contrastarse con las baterías de alto almacenamiento de energía más utilizadas en la actualidad, concretamente las de iones de litio. Este tipo de baterías son muy comunes en la sociedad actual. A pequeña escala, se utilizan en teléfonos móviles, cámaras, iPads y cosas así. A mayor escala, se encuentran en sierras, taladros, lijadoras y muchas herramientas de construcción. Pero es en la gran escala donde tendrá lugar la competencia entre las baterías de hierro/aire y las de iones de litio. Actualmente, las baterías de iones de litio se encuentran en algunos Toyota Prius, en todos los Teslas y en muchos otros vehículos, motocicletas, sillas de ruedas eléctricas avanzadas e incluso en el rover Curiosity, en Marte. Y, por supuesto, se está considerando su uso en la energía verde.
Así que, ¿qué es lo potencialmente mejor de las baterías de hierro/oxígeno… si funcionan? Bueno, el precio es un factor importante. También lo es la disponibilidad del litio en comparación con el hierro. El hierro es muy común en la corteza terrestre. En promedio, en toda la Tierra, es el cuarto elemento más común, con un peso del 5% de los ingredientes de la corteza. El litio es mucho más raro, con un 0,004% de la corteza terrestre, lo que significa que el hierro es al menos 1.000 veces más común.
La rareza del litio ha suscitado conversaciones entre los pensadores estratégicos e incluso los militares sobre dónde se puede encontrar y cómo proteger las fuentes para varias naciones. Si esta nueva tecnología de hierro/oxígeno funciona bien, anularía por completo esas preocupaciones.
Por supuesto, hay que tener cierta precaución. Se han propuesto muchas tecnologías de baterías que no han satisfecho las necesidades, empezando por la batería de níquel-hierro de Thomas Edison, y la tecnología de Form Energy aún no ha sido demostrada a satisfacción de la industria. De hecho, un artículo del diario The Washington Post expone estas preocupaciones con todo detalle.
Aparte de las opciones tecnológicas reales, está claro que el dióxido de carbono liberado por los humanos está cambiando el clima de la Tierra. Los huracanes y los tornados son cada vez más potentes, lo que conlleva costos de recuperación muy elevados. Los incendios forestales son cada vez más frecuentes. Algunos depósitos de agua cruciales están en mínimos históricos.
El mundo está en peligro. La humanidad debe afrontar estas consecuencias antes de que se agraven. La energía verde es la solución más convincente para estos problemas, pero la cuestión del almacenamiento de energía es muy importante. No está claro qué tecnología salvará el día; de hecho, es muy posible que se utilice un abanico de tecnologías de almacenamiento de energía. Pero debemos encontrar una solución, a menos que la humanidad elija vivir en un mundo mucho más caótico del que tenemos ahora.