Nuevos sistemas y materiales dinamizan la generación de electricidad con energías renovables

Muchos obstáculos en el camino pese al crecimiento de los últimos 10 años

ENTREVISTADOR  El VI Plan Básico de Energía elaborado en 2021 establece como una de sus metas que las energías renovables (incluyendo la hidroeléctrica) alcancen en 2030 entre el 36 % y el 38 % del mix energético para la generación de electricidad. En el año fiscal 2022, ese porcentaje se situó en el 21,7 %. ¿Cómo se ve la situación actual, de cara a la reforma del plan básico?

INOUE HIROO  Antes del accidente sufrido por la central nuclear Fukushima Dai-ichi a raíz del Gran Terremoto del Este de Japón de 2011, las renovables representaban en torno al 10 %. Luego, gracias a la introducción del sistema de compra a precio fijo de electricidad procedente de energías renovables, llamado sistema Feed In Tariff (FIT) se ha doblado hasta superarse actualmente el 20 %. La meta fijada para 2030 exige volver a doblar ese porcentaje. La percepción actual sobre la introducción de energías renovables es que la expansión se está haciendo a una velocidad muy considerable. El crecimiento ha sido especialmente rápido en la solar, pues del 0,4 % del año fiscal 2011 hemos pasado al 9,2 % del año fiscal 2022. Hoy en día Japón es el sexto país del mundo con mayor capacidad de generación mediante energías renovables y el tercero en solar. Además, ha superado a Alemania y ya ocupa el primer puesto mundial en la capacidad de generación solar en proporción a los terrenos llanos de que dispone.

Evolución de la participación de las energías renovables en la generación de electricidad

Fuente: Documentación de la Agencia de Recursos Naturales y Energía.

En cuanto a si vamos a ser capaces de alcanzar la meta establecida para 2030, para ser sincero creo que no va a ser fácil. Entre los retos que afrontamos está la armonización con el medio local. Por ejemplo, en la energía solar hemos llegado a un nivel de utilización de terrenos llanos que nos sitúa a la cabeza del mundo, así que a partir de ahora habrá que pensar en utilizar también laderas y zonas boscosas para colocar los paneles. Vamos a enfrentarnos entonces a una creciente preocupación en las comunidades locales por aspectos como la seguridad o el impacto paisajístico. Es importante conseguir un consenso en las comunidades locales y a ese fin el año pasado se reformó la legislación relativa a las energías renovables de forma que las empresas se comprometan más firmemente a obtener ese consenso.

El segundo reto es conseguir rebajar el costo de la electricidad generada por renovables. Actualmente, el costo de las renovables se sufraga mediante un recargo pagado por el consumidor. Como era de esperar, el consumir percibe que está pagando mucho dinero. El tercer reto es acondicionar la red eléctrica para que podamos usar la electricidad generada por renovables de la forma más eficiente. Hay que evitar que los gastos requeridos acaben cargándose más sobre unas regiones que sobre otras, para lo cual habrá que reformar el sistema de distribución y además habrá que hacerlo rápidamente. El cuarto reto es dotarnos de sistemas más amplios de almacenamiento y de centrales hidroeléctricas de bombeo para no desaprovechar nunca la generación de electricidad mediante renovables, una cuestión de coordinación. Citaría un quinto y último reto, que es cómo acelerar el proceso de innovación tecnológica en Japón. Actualmente, los paneles solares que usamos son casi en su totalidad de fabricación extranjera. Se oyen críticas de que ese sobrecargo que estamos pagando por las renovables acaba en su mayor parte en manos de fabricantes de paneles extranjeros. Es lógico que se esté planteando salir de esta situación impulsando una innovación tecnológica comandada desde Japón. Una de las innovaciones más promisorias es la utilización de perovskita en las células solares. Además, tenemos los parques eólicos marinos flotantes, aunque esto podría tardar algo más. Creo que pueden ser dos de las claves para que nuestra apuesta nacional sea exitosa.

Gran apoyo a los sistemas de almacenamiento de energía estacionarios

ENTREVISTADOR  Al hablar del cuarto reto, el de la coordinación, citaba usted como una de las claves las tecnologías de almacenamiento de electricidad. ¿Cuáles son las últimas tendencias en ese campo?

INOUE  En todo el mundo se están produciendo continuas innovaciones. Además de subvencionarse la introducción de baterías de almacenamiento, el Gobierno está madurando un plan para ampliar las oportunidades de obtener beneficio de sus operadores.

En concreto, desde el Gobierno estamos acondicionando el entorno de mercado, para conseguir un mercado eléctrico mayorista y un mercado de ajuste de la oferta y la demanda capaces de proporcionar electricidad ajustada procedente de fuentes de energía descarbonizadas y de baterías de almacenamiento y otros medios. Los operadores de estas baterías obtienen beneficios cargando las baterías durante las horas de luz, cuando las plantas solares producen mucha energía a bajo costo, y descargando la electricidad por la noche, cuando los precios son más altos. En resumidas cuentas, estamos acondicionando el entorno para que estas baterías resulten lucrativas. La atención se está centrando en el negocio de las baterías de almacenamiento precisamente porque se está viendo que es posible obtener de ellas un beneficio también económico.

Para impulsar todavía más la introducción de baterías de almacenamiento, en la subasta de fuentes de electricidad descarbonizadas a largo plazo que se ha llevado a cabo por primera vez en 2024, se han incluido también contratos con operadores de estas baterías. Es un trato muy generoso, pues además de facilitarse la inversión inicial en bienes de equipo, se subvencionan también los costes de personal necesarios para el mantenimiento de las baterías, así como otros gastos fijos, a lo largo de 20 años.

Además, con los ingresos obtenidos de la venta de Bonos GX de Transición Económica, se conceden ayudas a la inversión en bienes de equipo de las que pueden beneficiarse también los fabricantes de baterías de almacenamiento. Aunque esta ayuda se dirige fundamentalmente a las baterías de iones de litio, hay fabricantes japoneses fuertes también en el campo de las baterías de almacenamiento para la red de distribución. Ahí están por ejemplo Industrias Eléctricas Sumitomo, con sus baterías de flujo redox, o NGK, con sus baterías NAS. Lo que distingue a estas baterías es su vida útil, que es más larga que la de las baterías de iones de litio. No son aptas para su utilización en vehículos, pero yo tengo confianza en que, si el sector se dinamiza y se dan las circunstancias, pueden representar una fórmula de éxito para Japón.

Inoue Hiroo durante la entrevista. (Fotografía: Redacción de nippon.com)

Nuevos materiales más eficientes en los paneles solares

ENTREVISTADOR  ¿Podría explicarnos cuál es el estado actual de las investigaciones sobre las células solares de perovskita, que tanto interés están despertando?

INOUE  La perovskita toma forma de película de recubrimiento y de cristales. Las empresas japonesas son especialmente fuertes en la primera forma. Son películas finas y ligeras, instalables en los más variados lugares y esto es muy importante en un país como Japón, que dispone de poco espacio. Hay planes de recubrir íntegramente con perovskita uno de los rascacielos que se alzarán en el barrio de Uchisaiwai-chō (Chiyoda-ku, Tokio) cuando concluya el proyecto de reurbanización de esa zona, en 2028. Se trata de convertir este edificio en una megaplanta solar, con una capacidad de generación de un megavatio. Japón dispone de pocos terrenos llanos para instalar paneles solares y este es un buen ejemplo de cómo este material puede ayudarnos a solucionar el problema. Otra ventaja de la perovskita es que se fabrica a partir del yodo. Japón es el segundo productor mundial de yodo, así que nos bastamos con nuestros recursos nacionales. Los paneles solares eran hasta ahora de silicio y se fabricaban principalmente en China. Las células solares de perovskita fueron inventadas por Miyasaka Tsutomu, profesor de la Universidad Tōin de Yokohama, así que es una tecnología nacida en Japón. El material ha sido desarrollado y probado por diversas empresas, entre ellas Sekisui Química y EneCoat Technologies, usando el Fondo de Innovación Verde del Gobierno. Creo que en película de perovskita Japón va a la cabeza del mundo. Y el Gobierno de Japón está decidido a tomar todas las medidas para que pueda producirse a gran escala y su uso se generalice.

Katō Naoya, presidente de EneCoat Technologies, muestra un panel de células solares de perovskita en la sede de su empresa en Kumiyama (prefectura de Kioto), en septiembre de 2023. (Kyōdō Press)

El potencial de la generación eólica marina

ENTREVISTADOR  Sobre la eólica marina en plataformas flotantes, ha dicho usted que es un campo promisorio, pero que podría requerir un poco más de tiempo. ¿En qué momento estamos y cuáles son las perspectivas?

INOUE  Para Japón, la eólica marina en plataformas flotantes es de extrema importancia. No hay que olvidar que somos el sexto país del mundo con mayor extensión de aguas marinas si sumamos la zona económica exclusiva a nuestras aguas territoriales. Pero en general son aguas muy profundas, donde no pueden colocarse plantas de estructura fija. Si se consiguen poner en funcionamiento plataformas flotantes, podemos confiar en que la generación eólica marina reciba un gran impulso, así que estamos hablando de una tecnología realmente necesaria. Además, la construcción de barcos ha alcanzado un alto nivel en Japón y podemos esperar que también lo haga la construcción de estas otras estructuras flotantes.

En la eólica flotante, no se trata simplemente de crear una plataforma y montar en ella aerogeneradores convencionales. Las plataformas se mecen y esto obliga a usar sistemas totalmente diferentes. Aunque los fabricantes japoneses se han retirado ya del mercado de los grandes aerogeneradores, tenemos todavía muchos técnicos, muchos datos y mucha experiencia. Creo que hay razones para pensar que vamos a ser capaces de aprovechar todo este capital para conseguir un nuevo sistema que acople perfectamente plataformas y generadores.

Estados Unidos tiene también grandes expectativas con respecto a Japón en este campo y en la cumbre bilateral celebrada en abril se llegó un acuerdo para coordinar esfuerzos. Europa camina en la misma dirección y quiere sumarse también a esos esfuerzos. Si he dicho que todavía costaría algún tiempo es fundamentalmente por el problema del coste de este tipo de generación eléctrica, que todavía es alto. Hay puntos en los que se podrá cooperar y otros en los que habrá que competir, pero creo que conforme se avance en cooperación Japón irá viendo qué ventajas le ofrece este desarrollo.

Competencia internacional en el camino hacia la “sociedad del hidrógeno”

ENTREVISTADOR  Se habla mucho del hidrógeno como recurso que nos permitiría avanzar hacia una sociedad descarbonizada. Para finalizar, querríamos saber más sobre los esfuerzos que se están realizando en ese terreno.

INOUE  Este mes de mayo salió adelante en la Dieta (Parlamento) la Ley de Promoción de la Sociedad del Hidrógeno. Como el costo del hidrógeno es superior al de los combustibles fósiles, no tenemos suficiente inversión, aunque es el problema del huevo y la gallina. Y, a fin de salir de esta situación, el Gobierno ha habilitado un presupuesto de tres billones de yenes para la transición verde, que permitirá dar subvenciones que compensen esa diferencia de costo durante los próximos 15 años. El hidrógeno suscita tanto interés porque es un recurso imprescindible si queremos desfosilizar los combustibles que seguimos usando en todos los campos industriales más difíciles de reconvertir con tecnologías alternativas, como los procesos de fabricación empleados en la siderurgia o en la industria química, la calefacción de las plantas industriales o la movilidad (camiones, barcos, etcétera). Además, está contribuyendo a conseguir una generación de electricidad más limpia, participando en la combustión junto al gas natural licuado en centrales térmicas y en el uso del amoniaco en las centrales térmicas de carbón. Podemos confiar en que el aprovechamiento del hidrógeno va a ser cada vez mayor como energía para esa era de la transición verde y Japón tiene que hacer un serio esfuerzo en ese sentido, al igual que se está haciendo en otros países del mundo.

Toyota y otras empresas japonesas están muy adelantadas en muchos campos relacionados con este recurso. Se espera que el crecimiento del mercado mundial del hidrógeno se centre en un primer momento en Europa, pero Japón puede aspirar también a obtener una parte de ese mercado, algo que le vendría muy bien para sostener su crecimiento económico en general. En cuanto al hidrógeno, en Japón hay muchas empresas que son muy competitivas a nivel mundial en el campo de la producción mediante aparatos de electrólisis de agua o membranas electrolíticas, pero también en el campo del transporte, especialmente del transporte marítimo, y en el de la fabricación de los aparatos susceptibles de usar el hidrógeno, como los vehículos o los generadores eléctricos. Y también a efectos de promover nuestra política industrial, nos interesa impulsar este sector y adaptar nuestras estructuras a esta nueva energía.

Se dice que Europa está más adelantada en la implementación social del hidrógeno, pero en la práctica creo que no nos lleva tanta ventaja. Japón es el único país del mundo que, además del sistema de ayudas para paliar la diferencia de costo con los combustibles fósiles bajo la Ley de Promoción de la Sociedad del Hidrógeno, tiene un sistema de ayudas para dotación de instalaciones y está haciendo desarrollos legales como la disposición excepcional en la Ley de Seguridad en el Tratamiento del Gas a Alta Presión. Y ahora lo que hay que hacer es afrontar las inversiones con valentía y lanzarse a conseguir una buena parte de ese mercado mundial que se abre ante nosotros en esta era de la sociedad del hidrógeno. Hay que jugársela.

(Entrevista realizada por Ishii Masato, de nippon.com, el 9 de julio de 2024)

Fotografía del encabezado: Paisaje de Rokkasho (prefectura de Aomori) con aerogeneradores y paneles solares, el 21 de mayo de 2024. (Jiji Press)

(Traducido al español del original en japonés.)