¿Es limpia la energía termosolar?

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La termosolar, ¿una energía limpia?

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Planta de energía termosolar en Sevilla, España. Stu.dio / Shutterstock
Luis Moreno Merino, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

La producción de energía eléctrica en centrales termosolares se ha considerado, desde hace más de veinte años, una solución respetuosa con el medio ambiente que puede contribuir notablemente a la oferta de energías limpias. Esta fuente de energía se propone como sustituta de otras tecnologías con notable impacto ambiental capaces de acelerar el calentamiento global.

Pero más de diez años de experiencia y el análisis objetivo de pros y contras de la energía termosolar ha sacado a la luz que también tiene puntos débiles. Las centrales termosolares pueden impactar de forma notable tanto sobre la calidad del agua, en especial cuando se abastece de aguas subterráneas, como sobre su disponibilidad para otros usos.

A diferencia de las centrales fotovoltaicas, que transforman directamente la luz del sol en energía eléctrica, las centrales termosolares necesitan concentrar previamente la radiación solar mediante espejos. La energía reflejada en estos espejos calienta un fluido térmico a muy elevada temperatura (del orden de 450 °C).

El fluido caliente se transporta a la central para generar vapor a elevada presión, este mueve unas turbinas que finalmente producen energía eléctrica. Es decir, lo que diferencia una central de carbón, de gas, o incluso nuclear, de una central termosolar es la forma de calentar el agua y producir vapor, a partir de ese punto su principio de funcionamiento es idéntico.

Aparentemente el proceso es totalmente limpio, no se requieren combustibles fósiles ni se producen gases ni vertidos de ningún tipo. Pero esto es una simplificación que oculta los problemas ambientales de las centrales termosolares.

Vertidos de aguas salinas y contaminadas

Tres son los puntos en los que una central termosolar puede entrar en conflicto con el medio ambiente, y en especial con la calidad y cantidad de agua: el sistema de transporte de calor, su almacenamiento y la producción de vapor.

El transporte de calor desde el campo de espejos a la planta se realiza mediante un fluido térmico: la mezcla eutéctica de bifenilo/óxido de bifenilo (HTF). Este fluido alcanza temperaturas muy elevadas y con el tiempo se degrada y produce nuevos compuestos más tóxicos. Una central típica como las que se han construido en España (50 MW) emplea varias toneladas de HTF y los vertidos accidentales no son ni mucho menos desconocidos, poniendo en riesgo suelos, aguas superficiales y subterráneas.

Para seguir produciendo energía cuando el sol se ha puesto bajo el horizonte, las centrales termosolares deben almacenan de alguna manera el exceso de calor captado durante el día. La forma más común de almacenar calor es fundiendo sales, normalmente una mezcla de nitrato de potasio y nitrato de sodio, que se almacena en grandes depósitos de cientos de toneladas de capacidad. Estos depósitos no están libres de sufrir accidentes o fugas. No obstante, este tipo de problema es relativamente fácil de solucionar, las sales solidifican al enfriarse y pueden retirarse fácilmente.

Planta de energía termosolar.
Planta de energía termosolar de concentración con sistema de almacenamiento térmico en sales fundidasen en Sevilla (España). Kallerna/Wikimedia Commons, CC BY-SA

Una vez que el fluido térmico llega a la planta, el calor que transporta se emplea en generar vapor de agua a muy elevada presión. El vapor mueve una turbina y se genera electricidad. Posteriormente, el vapor es convertido de nuevo en agua líquida en una torre de refrigeración.

Las torres de refrigeración de una central termosolar consumen enormes cantidades de agua generando como residuo agua salinizada. Dependiendo del número de ciclos a los que se vea sometida el agua de refrigeración, la salinidad puede aumentar dos, tres , cuatro… veces.

Esta agua puede volver al acuífero o al cauce del que procede, aumentando su salinidad, o ser eliminada en balsas de evaporación, en cuyo caso suponen una merma de los recursos o incluso de las reservas de las masas de agua.

También se utilizan cantidades significativas de agua en el lavado de los espejos, hasta un 5 % del consumo total. Aunque en muchas de las centrales españolas se aprobaron concesiones de agua de hasta 1 hm³/año, los consumos reales pueden ser sensiblemente mas bajos, entre 3 y 3,5 m³/kWh.

Un tercer problema, que casi nunca se cita, es el uso de aditivos (antioxidantes, biocidas, desincrustantes, etc.) que se añaden al agua para poder ser empleada en el proceso industrial. El problema es que estas sustancias continúan presentes al final del ciclo, cuando el agua se vierte de nuevo al medio ambiente.

Cómo reducir su impacto ambiental

A pesar de todos estos inconvenientes, la energía termosolar puede ser limpia, segura y sustituir satisfactoriamente a otras fuentes convencionales que requieren combustibles fósiles.

Los sistemas de enfriamiento en seco (dry cooling) pueden llegar a ahorrar hasta un 90 % del consumo total de agua de la central. Sin embargo, estos sistemas son sensiblemente más caros y las instalaciones necesarias, más grandes para una misma cantidad de energía producida.

Por otra parte, los vertidos de fluido térmico pueden ser controlados si esta eventualidad es considerada en la fase de diseño de la central y se disponen los sistemas de impermeabilización y neutralización adecuados.

En resumen, la tecnología termosolar solo puede ser considerada como una alternativa ambientalmente aceptable a otras fuentes de producción de energía eléctrica si es capaz de asegurar la integridad de los suelos y las aguas subterráneas frente a los vertidos accidentales de fluidos térmicos.

De igual manera, se debe asegurar la inocuidad del agua vertida después del paso por el circuito de refrigeración. Las tecnologías necesarias existen, corresponde a las autoridades ambientales y energéticas asegurar su correcto empleo en cualquier central de nuevo diseño y la adaptación de las existentes.The Conversation

Luis Moreno Merino, Investigador Titular, Hidrogeología, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.

Octavio Alonso