Dejamos de ver la electricidad como una mera mercancía. No se trata sólo de producción y consumo. Hay que tener en cuenta el comportamiento humano. Considere su estilo de conducción. Considere formas. A continuación, considere los caprichos del viento y el clima.
Ahora imagina mezclarlos todos juntos. ¿Cómo es el saldo? ¿Cuándo la energía eólica realmente produce electricidad? ¿Cuándo lo necesitan realmente los conductores?
Si lo piensas detenidamente, podrías llegar a la conclusión de que no.
Tienes razón. Al menos hasta cierto punto. La respuesta perfecta está entre muchas variables. Es posible, aunque poco probable, que algún día la respuesta sea sí.
Problemas de cambio cultural
El problema de los aerogeneradores ya no es un problema de oferta y demanda. Más bien, se trata de cambios sociales y culturales en hábitos y formas de pensar.
Pasar de millas por galón a kilovatios hora por milla es más que simplemente colocar una batería en lugar de un tanque de combustible. Se trata de cambiar tus hábitos de conducción. Esto está relacionado con los hábitos de viaje. Incluso la forma en que pensamos sobre el trabajo y los desplazamientos está cambiando.
Pero incluso si estas tradiciones culturales cambian, seguirá habiendo escasez de energía eólica.
Por supuesto, también podrás generar la electricidad que necesites. Pero sólo si hay suficientes parques eólicos. Sólo si hubiera suficientes formas de distribuir el poder. ¿Y si, y si, y si?
El viento es un ser voluble. A pesar de las modernas técnicas de previsión, es estacional. Depende de la tormenta. Está cambiando y cambiando. Mucho más que el comportamiento humano.
Portafolio, no panacea
La energía eólica para automóviles podría pasar a formar parte del mix de fuentes de energía alternativas. Esta combinación algún día podría sustituir a las centrales eléctricas tradicionales de carbón, gas natural y petróleo.
Descubra por qué la energía eólica no alimenta la flota de automóviles del país. Pero puede servir como una herramienta más en una caja de herramientas energéticas más grande. Esa caja de herramientas está a la espera de hacer de Estados Unidos un país más verde y más eficiente desde el punto de vista energético.
El viento es impredecible
Mucho antes de que el término “calentamiento global” se convirtiera en un término familiar, Stephen Connors, profesor del Instituto de Tecnología de Massachusetts, ha estado siguiendo la intersección de la energía alternativa y la generación de energía convencional. Sus conclusiones sobre el uso de coches eléctricos en el país son mixtas. Esto no tiene nada que ver con la geografía. Ya era hora.
La gente está preocupada por el origen de los electrones. Deberían preguntar cuándo los necesita el coche.
“Uno de los grandes problemas de los coches eléctricos es que la gente quiere cargarlos por la noche”, afirmó Connors. Esta práctica encaja perfectamente con las características de la infraestructura de red tradicional. La mayor parte de la electricidad en Estados Unidos todavía proviene de turbinas de vapor que queman gas natural, carbón y petróleo. A estas plantas no les gusta quedarse inactivas. Esto es ineficaz. Así que siguieron girando toda la noche. Esto crea un enorme excedente de electricidad barata cuando la demanda es más baja. A menos que tengas un coche eléctrico y lo cargues a las 2 de la madrugada. Entonces, ese excedente es tu descuento.
A la energía eólica no le importan tus horarios ni el reloj de tu país. Se preocupa por los patrones climáticos. Estos sólo pueden predecirse hasta cierto punto. Y rara vez corresponden al comportamiento humano.
“Existe un enorme desajuste entre la forma en que se cargan los coches eléctricos y la disponibilidad de energía eólica”, afirmó Connors.
Las estaciones no coinciden
No siempre hay viento. Esto es cíclico. Los vientos más fuertes azotan durante los meses de invierno. Pero nuestros hábitos de carga no cambian con las estaciones. Nos conectamos de la misma manera en julio que en enero.
Hay variaciones diarias en estas tendencias estacionales. Estos varían según la región. El viento máximo de un estado puede ser la calma de otro. Estas tendencias directas determinan la cantidad real de energía producida. El viento puede complementar la red. No podemos ser el único proveedor de vehículos eléctricos en todo el país.
“Este componente estacional no satisface las necesidades actuales”, afirmó Connors.
¿Puede la energía eólica por sí sola sustentar los coches eléctricos?
Si nos fijamos en los datos, la respuesta es no. La infraestructura de la red eléctrica de Estados Unidos está construida para electricidad de carga base, o energía estable y predecible. El viento es intermitente. La tecnología de almacenamiento de energía aún está en desarrollo, pero las enormes cantidades de energía necesarias para cargar millones de automóviles por la noche, cuando el viento está tranquilo, crean escasez.
Las redes eléctricas necesitan algo más que viento. Necesita una mezcla. Las centrales eléctricas de gas natural en horas pico pueden aumentar su producción de electricidad cuando cesa el viento. La energía hidroeléctrica podría llenar este vacío. Aunque la energía solar es útil durante el día, no soluciona el problema de la carga nocturna.
El punto de Connors es simple. Estamos intentando instalar un pasador cuadrado (estacional, según el clima) en un orificio redondo (24 horas al día, 7 días a la semana, requiere carga nocturna).
¿De dónde viene la energía?
La ubicación importa menos que el momento. Los parques eólicos de Texas pueden generar un exceso de electricidad en marzo. Pero si esta energía no se puede almacenar o transportar cuando y donde se necesita, se desperdicia. La red es un acto de equilibrio. Actualmente, la balanza se inclina demasiado hacia las fuentes tradicionales que operan 24 horas al día, 7 días a la semana.
El viento es parte de la solución. No es toda la solución.
¿Cuánto viento necesitamos realmente?
La sustitución completa de la producción de electricidad tradicional requiere soluciones de almacenamiento que aún no existen a escala. Las baterías están mejorando. Existen plantas hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo, pero están geográficamente limitadas. A falta de una gran capacidad de almacenamiento, la energía eólica sigue siendo una fuente de energía complementaria.
El desequilibrio entre la producción y el consumo de electricidad es un problema clave. Los coches eléctricos se cargan por la noche. El viento suele soplar con más fuerza en invierno. Los días de verano son tranquilos. la grilla
¿Por qué el viento por sí solo no puede mover a Estados Unidos?
Convertir la flota del país a energía eólica limpia es más un ejercicio teórico hipotético que un plan logístico. ¿El primer obstáculo? Toda la flota tendría que ser eléctrica. Incluso líderes de la industria como Connors se preguntan si este cambio se realizará por completo para 2050.
Pero supongamos que sucede. Los números no mienten.
Los datos actuales muestran que los estadounidenses utilizan 400 millones de galones de gasolina en sus viajes diarios. Para alcanzar esta autonomía, los vehículos eléctricos modernos necesitan unos 40 kilovatios hora (kWh) de energía. Esto se basa en un promedio conservador de 15 millas por galón. Se ignoran el terreno, la aerodinámica y el peso. La magnitud del problema aún está clara.
Para reemplazar la gasolina de un día, los productores tendrían que producir 16 billones de kilovatios-hora de electricidad por día. Ese es un número astronómico.
Míralo por conductor. Los vehículos utilizan alrededor de 500 galones al año. A 40 kWh por galón, esto equivale a 20.000 kWh al año. Esto cubre 10.000 millas de desplazamientos. En 2006, había 251 millones de vehículos de pasajeros en las carreteras estadounidenses. Sume esto y obtendrá una demanda total increíble.
Sin embargo, en 2007, la producción total de electricidad en Estados Unidos superó los 4 billones de megavatios hora. Un megavatio hora corresponde a 1.000 kilovatios hora, por lo que la oferta total es grande. Pero no todo es cuestión del viento. No todo es renovable.
La conclusión es inevitable. Las turbinas eólicas por sí solas no pueden suministrar electricidad a los vehículos eléctricos del país. Para llenar este vacío, la red eléctrica debe incluir energías renovables.
Dónde encaja el viento en la combinación energética
Entonces, si el viento no puede hacer esto por sí solo, ¿qué hace realmente? Esto funciona como una adición a la carga base en lugar de una solución independiente.
Los parques eólicos funcionan mejor en áreas con flujo de aire rápido y estable. El Medio Oeste y Texas son los mejores lugares. Pero el viento es intermitente. Cuando el viento cesa, el coche también deja de cargar.
Por eso son importantes el almacenamiento en red y los sistemas híbridos renovables. La energía eólica debe estar en equilibrio con la energía solar, hídrica o geotérmica. Sin esta diversidad, la red eléctrica se vuelve inestable durante los vientos tranquilos.
La tecnología de los coches eléctricos está en constante desarrollo. La densidad de la batería sigue aumentando. La infraestructura de carga se está ampliando. Sin embargo, la fuente de energía es importante. Depender únicamente de la energía eólica ignora la realidad de la coherencia en la producción de energía.
El futuro sostenible de la industria automotriz no se logrará mediante soluciones milagrosas. Proviene de una red energética compleja e interconectada. El viento es un hilo vital en esa red. No es todo el tapiz.
Los cambios estacionales son importantes. Sin embargo, la energía eólica sigue siendo una fuente de energía limpia y renovable y no es necesario esperar a obtener permisos.
Hay dos tipos principales de turbinas. El eje horizontal parece una hélice gigante. Dominan los anuncios. Las turbinas de eje vertical son diferentes. Se parecen a las esculturas modernas. O un batidor de huevos gigante atrapado en un campo.
Ambos modelos utilizan perfiles aerodinámicos modificados. El viento sopló en contra de ellos. Se convierte en fuerza motriz. La turbina está girando. Produce electricidad.
Esta energía puede complementar la red eléctrica más grande o capturarse y almacenarse.
Hay una extraña ventaja en esta matemática. No es lineal. Cuando la producción de electricidad es lineal, una revolución del generador produce un kilovatio hora. Pero la energía eólica puede alcanzar la tercera potencia. Con suficiente energía eólica, puede producir 3 kilovatios hora de energía en una revolución. Es una relación cúbica. Más velocidad, exponencialmente más potencia.
A pesar de estas ventajas físicas, los parques eólicos todavía no son suficientes. El número de bancos es todavía relativamente pequeño.
El investigador de energía del MIT Stephen Connors cree que la energía eólica es sólo otra pieza del rompecabezas. No espera que pueda manejar tareas pesadas por sí solo. Este plan incluye un paquete mucho más grande. Geotérmica. Hidro. Solar. Biomasa.
A esta lista también se suele añadir la energía nuclear. Libre de carbono. Se ajusta al perfil.
Esta combinación de energía debe desarrollarse con otras. coche eléctrico. Y la tecnología que lo respalda. Especialmente redes “inteligentes”. Esa red desvía el excedente de electricidad. Obtenga energía donde más la necesita. Los cálculos de la demanda en tiempo real guían estos cambios.
Pero, ¿cuándo se pondrán realmente al día los coches?
Connors mira hacia el año 2050. Al menos eso es cierto. Ése es su término para un mundo ideal. Ésta es su definición de un mundo ideal. Las regulaciones del gobierno son consistentes. La política funciona. La opinión pública cambia al mismo tiempo. El viaje a la tierra prometida transcurrió sin contratiempos.
“Rara vez sucede”, dijo.
Los híbridos son un buen caso de estudio. El Toyota Prius entró en el mercado estadounidense hace unos 10 años. Esta es la primera opción comercialmente viable. Ahora, más de diez años después, se están convirtiendo en una opción de coche habitual.
La flota de automóviles gira lentamente. Pasarán entre 15 y 20 años antes de que China abandone por completo el uso de modelos antiguos. Reemplácelo por uno nuevo. Los vehículos eléctricos aún no son comercialmente viables ni plenamente aceptados.
2050 es la fecha ideal. No es probable.
En este momento, el viento moverá más árboles que automóviles. Pero eso podría cambiar. En un futuro lejano.
Para obtener más información sobre energía renovable, siga los enlaces en la página siguiente.
Información detallada
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Más enlaces geniales
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Asociación Americana de Energía Eólica
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Departamento de Energía de EE. UU.
-
Administración de Información Energética de EE. UU.
Fuentes
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Asociación Americana de Energía Eólica. (23 de junio de 2010) http://www.awea.org/
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Connors, Stephen. Profesor del MIT. Entrevista personal. Realizado el 19 de noviembre de 2009.
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Departamento de Energía de Estados Unidos. (23 de junio de 2010) http://www.energy.gov/
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Administración de Información Energética de EE.UU. (23 de junio de 2010) http://www.eia.doe.gov/
