En la lucha contra el cambio climático, una de las prioridades consiste en sustituir las fuentes de energía contaminantes por otras renovables para generar electricidad. En Europa, el objetivo más inmediato es que el 20% de la energía se produzca mediante fuentes limpias en 2020. Por su parte, en cada vez más ciudades y estados de Estados Unidos se están proponiendo e incluso aprobando leyes para que el 100% de la electricidad proceda de fuentes renovables en un plazo de unas pocas décadas.

La postura de Estados Unidos podría parecer excelente, pero cada vez hay más indicios demuestran que no lo es. Hay pruebas que sugieren que apostar por las fuentes de energía 100 % renovables y despreciar a otras que, aunque no sean renovables, no producen gases de efecto invernadero, como la energía nuclear y las plantas de combustibles fósiles con tecnología de captura de carbono, es un derroche caro e innecesariamente difícil.

Un estudio publicado en Energy & Environmental Science afirma que la energía solar y eólica podrían llegar a satisfacer alrededor del 80 % de la reciente demanda anual de electricidad en Estados Unidos, pero se necesitarían inversiones masivas en almacenamiento y transmisión de energía para evitar apagones. Y para llegar a cubrir el 100 % de la demanda con estos recursos haría falta construir una gran cantidad de parques eólicos y solares adicionales, o expandir el almacenamiento de electricidad a niveles que resultarían prohibitivamente caros con los precios actuales. O hacer un poco de cada.

El problema principal es que el Sol no siempre brilla y el viento no siempre sopla. Tras un análisis de los datos meteorológicos de cada hora durante 36 años, la investigación ha descubierto que la producción de energía renovable presenta brechas, incluso a escala continental.

Para poder depender en exclusiva de estas fuentes intermitentes haría falta construir muchos más huertos solares y eólicos para producir un excedente de energía durante los períodos particularmente soleados y ventosos, además de enormes sistemas de almacenamiento para hacer frente a las demandas de energía durante horas e incluso semanas (ver El azufre podría ser la clave que las baterías necesitan para masificar la energía renovable). Otra posibilidad es construir rutas de transmisión de larga distancia que puedan enviar la electricidad a cada rincón cuando sea necesario.

Los sistemas de almacenamiento son increíblemente caros en el caso de las baterías y geográficamente limitados en el caso de las centrales hidroeléctricas, que requieren un conjunto de depósitos de agua a distintas alturas (ver ¿Por qué le pasan cosas malas a las 'start-ups' de baterías?). Las líneas de transmisión de larga distancia también son caras y pueden tardar décadas en aprobarse y construirse.

Para garantizar el 80 % de la demanda mediante energía eólica y solar requiere un sistema de transmisión de alta velocidad o 12 horas de almacenamiento de electricidad. Un sistema de baterías de almacenamiento de este tamaño, ubicado a lo largo de Estados Unidos, costaría más de 2,3 billones de euros.

El estudió concluye que para cubrir todas las necesidades anuales de electricidad de EE. UU. con una fiabilidad del 99,97 %, las empresas del sector eléctrico tendrían que construir más sistemas de almacenamiento de 12 horas y, como mínimo, instalar el doble de la cantidad de generación de energía renovable actual. Otra opción sería aumentar un poco la capacidad de generación energía eólica y solar y acompañarla con sistemas de almacenamiento para un mes.

Frente a las fuentes renovables, la energía nuclear y el gas natural con captura de carbono tienen la ventaja de que pueden proporcionar energía de forma constante, y en el caso del gas natural, su producción puede ajustarse rápidamente para satisfacer la demanda fluctuante (ver Una planta de gas natural sin residuos podría revolucionar el sector energético).

En un correo electrónico, el químico investigador del Instituto de Tecnología de California (EE. UU.) y coautor del estudio Nathan Lewis afirma: "Los responsables políticos deberían considerar los datos y las compensaciones que resultan de este tipo de análisis antes de adoptar políticas o mandatos para una red 100 % eólica/solar".

De todas formas, el feroz debate entre los científicos sobre las virtudes de aspirar a una producción de energía 100 % renovable continúa. Uno de los argumentos más destacados es el del investigador de la Universidad de Stanford (EE. UU.) Mark Jacobson, quien defiende que los países pueden hacer esta transición de manera asequible. Pero su trabajo ha recibido críticas de otros investigadores, una de las más sonadas se produjo en un artículo en Proceedings of the National Academy of Sciences que refutaba un paper de 2015 publicado por Jacobson en la misma revista. Posteriormente, Jacobson presentó una demanda por difamación contra el autor principal y el editor, la cual ha sido rechazada.