¿Están afectadas las centrales termoeléctricas por el cambio climático?

En este blog ya se ha mencionado la conexión entre el cambio climático, la energía y las emisiones en varias ocasiones (aquí, aquí, aquí). Sabemos que el cambio climático probablemente afectará a nuestras vidas en el futuro, y  seguramente también influirá en el sector energético. En esta entrada voy a hablar de una consecuencia  muy específica del cambio climático en este sector: sus efectos sobre las tecnologías tradicionales de generación eléctrica.
En cuanto a las renovables, es razonablemente fácil imaginarse que el cambio climático afecta a su eficiencia, porque las renovables producen energía (electricidad) a partir del sol, del viento, de las precipitaciones, etc. (está bien descrito, por ejemplo, por el IPCC en su informe sobre cambio climático y renovables, capítulos 2-7). Pero es menos conocido que también podría estar afectada la eficiencia de aquellas centrales que hoy en día producen el 78% de la electricidad en Europa. Recientemente encontré un estudio muy interesante sobre cómo el cambio climático afecta las centrales termoeléctricas (nucleares, carbón, gas) y a continuación expongo un resumen de este trabajo.

Los autores van Vliet, Yearsley, Ludwig, Vögele, Lettenmaier, y Kabat (a partir de aquí van Vliet et al. 2012) acaban de publicar su estudio del efecto que puede tener una reducida disponibilidad de agua de refrigeración en las centrales termoeléctricas en el futuro. Para ello los autores construyeron modelos para EE.UU. y la Unión Europea, aunque en este resumen solo comentaré los resultados para Europa. El estudio combina los escenarios climáticos del IPCC con un modelo sobre el sistema de ríos continentales y realiza estimaciones a partir de dos escenarios del IPCC (optimista - B1; y pesimista - A2). A través de estos escenarios se construyen las predicciones sobre la temperatura y el caudal de los ríos para definir el grado de impacto en las distintas zonas europeas. Estos son dos factores claves para la refrigeración, puesto que gran parte de las centrales se encuentran al lado de ríos para poder utilizar su agua para la refrigeración. Así en 2003, 2006, y 2009 - años con veranos cálidos en Europa- muchas centrales termoeléctricas se vieron obligadas a reducir la producción por falta de agua de refrigeración.

En la gráfica 1 se puede observar un mapa generado por van Vliet et al. (2012), que indica la cantidad de agua que fluye por los ríos (desde el interior del continente a las costas).  En la parte de arriba está la proyección para el año 2040 y debajo para 2080. El escenario B1 supone un menor cambio climático mientras que el A2 da una previsión más pesimista. Se puede observar que los ríos del norte de Europa tienen tendencia a llevar más agua en el futuro, mientras que en el escenario pesimista los ríos del sur de Europa (sobre todo Portugal, Francia, Italia, las repúblicas ex-Yugoslavas, Bulgaria, y Rumania) llevarán hasta un 50% menos de agua, limitando así las posibilidades de refrigeración de las centrales termoeléctricas en esas zonas. Incluso en el escenario optimista, básicamente toda Europa excepto Escandinavia tendrá en media un 25% menos agua en sus ríos.
Pero la cantidad de agua es solamente uno de los factores determinantes para la disponibilidad de agua de refrigeración, pues también importa su temperatura. Esto es especialmente importante porque la Unión Europea ha impulsado estrictas normas para la industria con respecto al uso del agua. Hay límites de temperatura para aquel agua que vuelve a los ríos después de haber sido utilizada para refrigeración (ver p.e. página 24 del "European Fish Directive". Las normas Europeas tienen el fin de proteger la biodiversidad europea, y la temperatura del agua es un factor importante para peces y otros animales que habitan en los ríos.)

En la gráfica 2 (abajo) se ve la proyección de van Vliet et al. (2012) sobre el cambio de temperatura de las aguas en ríos europeos. En el bloque de la izquierda está el mapa europeo completamente amarillo, naranja y rojo, indicando que se esperan aumentos de temperaturas medias del agua de los ríos de 0,5 a 1 grados Celsius para 2040 y de hasta 3 grados para 2080 (también en España). Con este aumento de la temperatura, y teniendo en cuenta las estrictas normas Europeas sobre el uso del agua para refrigeración, van Vliet et al (2012) estiman las consecuencias para la cantidad de días al año en los cuales las centrales termoeléctricas tendrían que reducir su producción por falta de acceso a agua de refrigeración / violación de normas Europeas. Esto se ve en los cuatro mapas de la derecha de la gráfica 2. En España, por ejemplo, habría entre 20 y 60 más días problemáticos al año, dependiendo del escenario y región.

Dado que la tecnología termoeléctrica tiene actualmente una alta participación en la producción eléctrica (actualmente es un 78% en Europa), los resultados de este estudio son muy relevantes. Además, todos los escenarios sobre la transformación del sistema eléctrico todavía cuentan con una participación termoeléctrica notable en el futuro (se reduce, pero no desparece, ver por ejemplo el world energy outlook 2011 de la IEA, p. 178-184). Independientemente de la disponibilidad de las tecnologías de captura de carbono, continuará existiendo la necesidad de refrigeración en el futuro para tecnologías fósiles. Por ello y en contraposición al avance tecnológico que se está produciendo y difundiendo en el ámbito de las renovables, existen muchos desafíos tecnológicos dentro de las denominadas tecnologías energéticas convencionales.