La energía hidroeléctrica es, con diferencia, la mayor fuente de energía renovable del mundo, produciendo más del doble de energía que la eólica y más de cuatro veces más que la solar. Además, bombear agua cuesta arriba, también conocido como «hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo», representa más del 90 % de la capacidad total mundial de almacenamiento de energía.
Pero a pesar del enorme impacto de la energía hidroeléctrica, no escuchamos mucho sobre ella en los EE. UU. Si bien en las últimas décadas los precios de la energía eólica y solar se desplomaron y su disponibilidad se disparó, la generación de energía hidroeléctrica nacional se ha mantenido relativamente estable, ya que el país ya ha construido plantas hidroeléctricas en las ubicaciones geográficamente más ideales.
A nivel internacional, la situación es distinta. China ha impulsado su expansión económica mediante la construcción de miles de nuevas presas hidroeléctricas, a menudo gigantescas, en las últimas décadas. África, India y otros países de Asia y el Pacífico están a punto de hacer lo mismo.
Pero la expansión sin una estricta supervisión ambiental 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 creía. Además, la sequía provocada por el clima está haciendo que la energía hidroeléctrica sea una fuente de energía menos fiable, ya que las presas del oeste estadounidense han perdido una parte significativa de su capacidad de generación de electricidad.
“En un año típico, la presa Hoover genera unos 4.500 millones de kilovatios hora de energía”, afirmó Mark Cook, administrador de la emblemática presa Hoover. “Con el estado actual del lago, la generación se acerca a los 3.500 millones de kilovatios hora”.
Sin embargo, los expertos dicen que la energía hidroeléctrica tiene un papel importante que desempeñar en un futuro 100% renovable, por lo que aprender cómo mitigar estos desafíos es imprescindible.
Energía hidroeléctrica doméstica
En 2021, la energía hidroeléctrica representó aproximadamente el 6% de la generación de electricidad a escala de servicios públicos en EE. UU. y el 32% de la generación de electricidad renovable. A nivel nacional, fue la mayor fuente de energía renovable hasta 2019, cuando fue superada por la eólica.
No se espera que Estados Unidos experimente un gran crecimiento de la energía hidroeléctrica en la próxima década, en parte debido al oneroso proceso de licencias y permisos.
“El proceso de licenciamiento cuesta decenas de millones de dólares y requiere años de esfuerzo. Y algunas de estas instalaciones, en particular las más pequeñas, simplemente no disponen de ese dinero ni de ese tiempo”, afirma Malcolm Woolf, presidente y director ejecutivo de la Asociación Nacional de Energía Hidroeléctrica. Woolf estima que hay docenas de agencias diferentes involucradas en la concesión o renovación de licencias de una sola central hidroeléctrica. El proceso, añadió, lleva más tiempo que la concesión de licencias a una central nuclear.
Debido a que la planta hidroeléctrica promedio en Estados Unidos tiene más de 60 años, muchas necesitarán volver a obtener su licencia pronto.
"Por lo tanto, podríamos enfrentarnos a una serie de entregas de licencias, lo cual es irónico justo cuando estamos tratando de aumentar la cantidad de generación flexible y libre de carbono que tenemos en este país", dijo Woolf.
Pero el Departamento de Energía dice que hay potencial para el crecimiento interno, a través de mejoras en plantas antiguas y agregando energía a las represas existentes.
“Tenemos 90.000 presas en este país, la mayoría construidas para el control de inundaciones, el riego, el almacenamiento de agua y la recreación. Solo el 3% de esas presas se utilizan realmente para generar energía”, afirmó Woolf.
El crecimiento del sector también depende de la expansión de la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo, que está ganando terreno como una forma de "afianzar" las energías renovables, almacenando el exceso de energía para su uso cuando el sol no brilla y el viento no sopla.
Cuando una central hidroeléctrica genera energía, funciona igual que una central hidroeléctrica convencional: el agua fluye del embalse superior al inferior, haciendo girar una turbina generadora de electricidad. La diferencia radica en que una central hidroeléctrica puede recargarse, utilizando la energía de la red para bombear agua desde abajo hasta el embalse superior, almacenando así energía potencial que puede liberarse cuando sea necesario.
Si bien la energía de almacenamiento por bombeo tiene actualmente una capacidad de generación de electricidad de aproximadamente 22 gigavatios, existen más de 60 gigavatios en proyectos propuestos en desarrollo. Esta cifra solo es superada por la de 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. Estas incluyen instalaciones de circuito cerrado, en las que ningún depósito está conectado a una fuente de agua externa, o instalaciones más pequeñas que utilizan tanques en lugar de depósitos. Ambos métodos probablemente serían menos perjudiciales para el medio ambiente.
Emisiones y sequía
La construcción de presas en ríos o la creación de nuevos embalses puede obstaculizar la migración de los peces y arruinar los ecosistemas y hábitats circundantes. Las presas y los embalses incluso han desplazado a decenas de millones de personas a lo largo de la historia, generalmente comunidades indígenas o rurales.
Estos daños son ampliamente reconocidos. Pero un nuevo desafío —las emisiones de los embalses— está atrayendo cada vez más atención.
"Lo que la gente no se da cuenta es que estos reservorios en realidad emiten una gran cantidad de dióxido de carbono y metano a la atmósfera, ambos son fuertes gases de efecto invernadero", dijo Ilissa Ocko, científica climática sénior del Fondo de Defensa Ambiental.
Las emisiones provienen de la descomposición de la vegetación y otra materia orgánica, que se descomponen y liberan metano cuando una zona se inunda para crear un depósito. «Normalmente, ese metano se convierte en dióxido de carbono, pero para ello se necesita oxígeno. Y si el agua está muy caliente, las capas inferiores se quedan sin oxígeno», explicó Ocko, lo que significa que el metano se libera a la atmósfera.
En lo que respecta al calentamiento global, el metano es más de 80 veces más potente que el CO2 durante los primeros 20 años tras su liberación. Hasta el momento, las investigaciones muestran que las zonas más cálidas del mundo, como India y África, tienden a tener plantas más contaminantes, mientras que Ocko afirma que los embalses de China y Estados Unidos no son motivo de especial preocupación. Sin embargo, Ocko afirma que se necesita un método más robusto para medir las emisiones.
“Y luego se podrían tener todo tipo de incentivos para reducirlo, o regulaciones por parte de diferentes autoridades para asegurarse de no emitir demasiado”, dijo Ocko.
Otro problema importante para la energía hidroeléctrica es la sequía provocada por el clima. Los embalses poco profundos producen menos energía, lo cual es especialmente preocupante en el oeste de Estados Unidos, que ha experimentado el período de 22 años más seco de los últimos 1200 años.
A medida que embalses como el lago Powell, que alimenta la presa Glen Canyon, y el lago Mead, que alimenta la presa Hoover, producen menos electricidad, los combustibles fósiles están compensando la falta de ella. Un estudio reveló que, entre 2001 y 2015, se liberaron 100 millones de toneladas adicionales de dióxido de carbono en 11 estados del oeste debido al abandono de la energía hidroeléctrica a causa de la sequía. Durante una racha particularmente difícil para California entre 2012 y 2016, otro estudio estimó que la pérdida de generación de energía hidroeléctrica le costó al estado 2450 millones de dólares.
Por primera vez en la historia, se ha declarado escasez de agua en el lago Mead, lo que ha provocado recortes en la asignación de agua en Arizona, Nevada y México. Se espera que el nivel del agua, actualmente en 327 metros, baje aún más, ya que la Oficina de Recuperación ha tomado la medida sin precedentes de contener el agua en el lago Powell, situado río arriba del lago Mead, para que la presa Glen Canyon pueda seguir produciendo energía. Si el nivel del lago Mead desciende por debajo de los 290 metros, dejará de generar energía.
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, además de garantizar que las plantas puedan funcionar durante muchas décadas más.
De aquí a 2030, se invertirán 127 000 millones de dólares en la modernización de centrales hidroeléctricas antiguas a nivel mundial. Esto representa casi una cuarta parte de la inversión global en energía hidroeléctrica y casi el 90 % de la inversión en Europa y Norteamérica.
En la presa Hoover, eso significó modernizar algunas de sus turbinas para que funcionen de manera más eficiente en elevaciones más bajas, instalar compuertas más delgadas que controlan el flujo de agua hacia las turbinas e inyectar aire comprimido en las turbinas para aumentar la eficiencia.
Pero en otras partes del mundo, la mayor parte de la inversión se destina a nuevas centrales. Se espera que grandes proyectos estatales en Asia y África representen más del 75 % de la nueva capacidad hidroeléctrica hasta 2030. Sin embargo, algunos se preocupan por el impacto que estos proyectos tendrán en el medio ambiente.
“En mi humilde opinión, están sobreconstruidas. Están construidas con una capacidad enorme que no es necesaria”, dijo Shannon Ames, directora ejecutiva del Instituto de Energía Hidroeléctrica de Bajo Impacto. “Podrían construirse a pasada, o simplemente podrían diseñarse de otra manera”.
Las instalaciones de pasada no incluyen embalse y, por lo tanto, tienen un menor impacto ambiental, pero no pueden generar energía según la demanda, ya que la producción depende de los caudales estacionales. Se prevé que la energía hidroeléctrica de pasada represente alrededor del 13 % del total de aumentos de capacidad en esta década, mientras que la energía hidroeléctrica tradicional representará el 56 % y la hidroeléctrica de bombeo el 29 %.
Sin embargo, en general, el crecimiento de la energía hidroeléctrica se está desacelerando y se prevé que se contraiga aproximadamente un 23 % hasta 2030. Revertir esta tendencia dependerá en gran medida de la agilización de los procesos regulatorios y de permisos, así como del establecimiento de altos estándares 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 contratos de compra de energía, incentivando así la inversión, ya que se garantizaría la rentabilidad.
“Parte de la razón por la que a veces no parece tan atractiva como la energía solar y eólica es que el horizonte de las instalaciones es diferente. Por ejemplo, una planta eólica y solar suele considerarse un proyecto a 20 años”, dijo Ames. “En cambio, la energía hidroeléctrica tiene licencia y opera durante 50 años. Y muchas de ellas llevan operando 100 años… Pero nuestros mercados de capitales no necesariamente aprecian una rentabilidad tan prolongada”.
Encontrar los incentivos adecuados para el desarrollo de la energía hidroeléctrica y el almacenamiento por bombeo, y garantizar que se haga de manera sostenible, será fundamental para que el mundo pueda dejar de depender de los combustibles fósiles, afirma Woolf.
No recibimos los titulares que reciben otras tecnologías. Pero creo que la gente se está dando cuenta cada vez más de que no se puede tener una red confiable sin energía hidroeléctrica.
Hora de publicación: 14 de julio de 2022
