La energía hidroeléctrica es, con diferencia, la principal fuente de energía renovable a nivel mundial, produciendo más del doble de energía que la eólica y más de cuatro veces más que la solar. Además, el bombeo de agua cuesta arriba, conocido como "hidroeléctrica de bombeo", representa más del 90 % de la capacidad total de almacenamiento de energía del mundo.
Pero a pesar del enorme impacto de la energía hidroeléctrica, no se habla mucho de ella en Estados Unidos. Mientras que en las últimas décadas los precios de la energía eólica y solar se han desplomado y su disponibilidad se ha disparado, la generación de energía hidroeléctrica nacional se ha mantenido relativamente estable, ya que el país ya ha construido centrales hidroeléctricas en los lugares geográficos más idóneos.
A nivel internacional, la situación es diferente. China ha impulsado su expansión económica mediante la construcción de miles de represas hidroeléctricas nuevas, a menudo de gran envergadura, en las últimas décadas. África, India y otros países de Asia y el Pacífico tienen previsto hacer lo mismo.
Sin embargo, la expansión sin una estricta supervisión ambiental podría acarrear problemas, ya que las represas 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 cambio climático está haciendo que la energía hidroeléctrica sea una fuente menos fiable, dado que las represas en el oeste de Estados Unidos han perdido una cantidad significativa de su capacidad de generación eléctrica.
“En un año normal, la presa Hoover genera unos 4.500 millones de kilovatios-hora de energía”, declaró Mark Cook, director de la emblemática presa Hoover. “Con el estado actual del lago, la cifra se reduce a unos 3.500 millones de kilovatios-hora”.
Sin embargo, los expertos afirman que la energía hidroeléctrica tiene un papel fundamental que desempeñar en un futuro 100% renovable, por lo que aprender a mitigar estos desafíos es imprescindible.
energía hidroeléctrica doméstica
En 2021, la energía hidroeléctrica representó aproximadamente el 6 % de la generación de electricidad a gran escala en Estados Unidos y el 32 % de la generación de electricidad renovable. A nivel nacional, fue la principal fuente de energía renovable hasta 2019, cuando fue superada por la energía eólica.
No se prevé que Estados Unidos experimente un gran crecimiento en la energía hidroeléctrica durante la próxima década, en parte debido al engorroso proceso de concesión de licencias y permisos.
“El proceso de obtención de licencias cuesta decenas de millones de dólares y años de esfuerzo. Y algunas de estas instalaciones, sobre todo 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. Estima que docenas de agencias diferentes participan en la concesión o renovación de licencias de una sola central hidroeléctrica. El proceso, según Woolf, lleva más tiempo que el de una central nuclear.
Dado que la central hidroeléctrica promedio en Estados Unidos tiene más de 60 años, muchas necesitarán renovar su licencia pronto.
“Así que podríamos enfrentarnos a una avalancha de renuncias a 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.
Sin embargo, el Departamento de Energía afirma que existe potencial para el crecimiento interno, mediante la modernización de las centrales antiguas y el aumento de la capacidad de las represas existentes.
“En este país tenemos 90.000 represas, la mayoría de las cuales fueron construidas para el control de inundaciones, el riego, el almacenamiento de agua y la recreación. Solo el 3% de esas represas se utilizan realmente para generar energía”, dijo Woolf.
El crecimiento del sector también depende de la expansión de la energía hidroeléctrica de bombeo, que está ganando terreno como una forma de "garantizar" las energías renovables, almacenando el exceso de energía para su uso cuando no brilla el sol ni sopla el viento.
Cuando una central hidroeléctrica de bombeo genera energía, funciona igual que una central hidroeléctrica convencional: el agua fluye desde el embalse superior al inferior, haciendo girar una turbina generadora de electricidad en su recorrido. La diferencia radica en que una central hidroeléctrica de bombeo puede recargarse, utilizando la energía de la red eléctrica para bombear agua desde abajo hasta el embalse superior, almacenando así energía potencial que puede liberarse cuando sea necesario.
Si bien el almacenamiento por bombeo cuenta actualmente con una capacidad de generación de electricidad de aproximadamente 22 gigavatios, existen más de 60 gigavatios en proyectos propuestos en fase de desarrollo. Esta cifra solo 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. Estas incluyen instalaciones de circuito cerrado, en las que ninguno de los depósitos está conectado a una fuente de agua externa, o instalaciones más pequeñas que utilizan tanques en lugar de depósitos. Es probable que ambos métodos sean menos perjudiciales para el medio ambiente circundante.
Emisiones y sequía
La construcción de presas o la creación de nuevos embalses puede obstaculizar la migración de los peces y arruinar los ecosistemas y hábitats circundantes. A lo largo de la historia, las presas y los embalses incluso han desplazado a decenas de millones de personas, generalmente comunidades indígenas o rurales.
Estos daños son ampliamente reconocidos. Pero un nuevo desafío —las emisiones de los embalses— está recibiendo cada vez más atención.
«Lo que la gente no se da cuenta es que estos embalses emiten grandes cantidades de dióxido de carbono y metano a la atmósfera, ambos potentes gases de efecto invernadero», afirmó Ilissa Ocko, científica climática sénior del Fondo para la Defensa del Medio Ambiente.
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 formar un embalse. «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 entonces 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 ahora, 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 en China y Estados Unidos no son motivo de especial preocupación. Sin embargo, Ocko señala que se necesita un método más fiable para medir las emisiones.
“Y entonces podría haber todo tipo de incentivos para reducirlo, o regulaciones por parte de diferentes autoridades para asegurarse de que no se emita demasiado”, dijo Ocko.
Otro problema importante para la energía hidroeléctrica es la sequía provocada por el cambio climático. 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 de Glen Canyon, y el lago Mead, que alimenta la presa Hoover, producen menos electricidad, los combustibles fósiles están compensando la falta de producción. 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 provocado por la sequía. Durante un período particularmente difícil para California entre 2012 y 2016, otro estudio estimó que la pérdida de generación hidroeléctrica le costó al estado 2450 millones de dólares.
Por primera vez en la historia, se ha declarado una escasez de agua en el lago Mead, lo que ha provocado recortes en la asignación de agua en Arizona, Nevada y México. Se prevé que el nivel del agua, actualmente en 1047 pies, descienda aún más, ya que la Oficina de Recuperación ha tomado la medida sin precedentes de retener agua en el lago Powell, situado río arriba del lago Mead, para que la presa de Glen Canyon pueda seguir generando energía. Si el nivel del lago Mead baja de los 950 pies, dejará de generar energía.
El futuro de la energía hidroeléctrica
La modernización de la infraestructura hidroeléctrica existente podría aumentar la eficiencia y recuperar algunas de las pérdidas relacionadas con la sequía, además de garantizar que las centrales puedan operar durante muchas décadas.
De aquí a 2030, se invertirán 127.000 millones de dólares en la modernización de centrales hidroeléctricas antiguas en todo el mundo. Esto representa casi una cuarta parte de la inversión total mundial en energía hidroeléctrica y cerca del 90 % de la inversión en Europa y Norteamérica.
En la presa Hoover, esto ha significado modernizar algunas de sus turbinas para que funcionen de manera más eficiente a niveles más bajos, 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 prevé que los grandes proyectos estatales en Asia y África representen más del 75 % de la nueva capacidad hidroeléctrica hasta 2030. Sin embargo, existe preocupación por el impacto que estos proyectos tendrán en el medio ambiente.
“En mi humilde opinión, están sobredimensionadas. Tienen una capacidad enorme que no es necesaria”, dijo Shannon Ames, directora ejecutiva del Instituto de Energía Hidroeléctrica de Bajo Impacto. “Podrían ser centrales de pasada y simplemente podrían diseñarse de otra manera”.
Las centrales hidroeléctricas de pasada no incluyen embalse y, por lo tanto, tienen un menor impacto ambiental, pero no pueden generar energía bajo demanda, ya que su producción depende de los caudales estacionales. Se prevé que la energía hidroeléctrica de pasada represente alrededor del 13 % del total de las nuevas instalaciones de capacidad en esta década, mientras que la energía hidroeléctrica tradicional constituirá el 56 % y la hidroeléctrica de bombeo el 29 %.
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 simplificación de los procesos regulatorios y de concesión 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 acuerdos de compra de energía, incentivando así la inversión, ya que se garantizarían los retornos.
“Parte de la razón por la que a veces no resulta tan atractiva como la energía solar y eólica es que el horizonte temporal de las instalaciones es diferente. Por ejemplo, una planta eólica y solar suele considerarse un proyecto a 20 años”, dijo Ames, “Por otro lado, la energía hidroeléctrica se licencia y opera durante 50 años. Y muchas de ellas llevan operando 100 años… Pero nuestros mercados de capitales no necesariamente valoran una rentabilidad a tan largo plazo”.
Según Woolf, 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 deje de depender de los combustibles fósiles.
“No recibimos la misma atención mediática que otras tecnologías. Pero creo que la gente se está dando cuenta cada vez más de que no se puede tener una red eléctrica fiable sin energía hidroeléctrica.”
Fecha de publicación: 14 de julio de 2022
