Despliegue de la energía solar y eólica en Europa

Por Oscar Claveria (AQR-IREA, Universidad de Barcelona)

La reciente cumbre del clima en Dubái—Conferencia de las Partes (COP28) en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el cambio climático—ha puesto una vez más de relieve la urgencia de transitar de un modelo energético basado en combustibles fósiles hacia otro basado en energías renovables. Las tensiones energéticas provocadas por la guerra de Ucrania se han sumado a la presión que el calentamiento global está ejerciendo en aras a una transición energética hacia fuentes de energía bajas en carbono, como las fuentes de energía renovables.

El suministro total de energía primaria proviene fundamentalmente de combustibles sólidos, petróleo y derivados, gas natural, energía nuclear y energías renovables. Las fuentes de energía renovable se pueden dividir, a su vez, en biomasa y residuos renovables, energía solar, eólica, geotérmica, hidroeléctrica, mareomotriz, oceánica, e hidrógeno. A diferencia de la energía no renovable, que proviene de fuentes finitas que podrían agotarse, las energías renovables no se enfrentan a esa limitación y pueden usarse para la generación de electricidad, calefacción y refrigeración de espacios y agua, así como para el transporte. Sin embargo, algunas fuentes de energía renovable como la eólica y la solar, tienen un suministro variable. Estas fuentes de energía renovable intermitentes han pasado a denominarse fuentes de energía renovables variables, y se espera que desempeñen un papel clave en el despliegue de energías renovables.

Este estudio recientemente publicado propone una metodología novedosa para inspeccionar las interacciones entre el desarrollo de la energía eólica y solar en los últimos 15 años y una amplia gama de variables socioeconómicas y medioambientales en Europa.

En este blog se ha tratado esta temática previamente desde diferentes ángulos (véase el post de Daniel Oto-Peralías y David Cuberes, el post de Rafael Salas y Miguel Sebastián o el post de Natalia Fabra, Aitor Lacuesta, Eduardo Gutiérrez y Roberto Ramos).

Datos

Partiendo de la configuración de un panel de datos provenientes de diversas fuentes donde se recoge la evolución de 17 variables en 21 países europeos durante el período 2007-2021, en este trabajo se propone una metodología para analizar y visualizar las interacciones entre el despliegue de la energía eólica y solar y un variado conjunto de factores socio-políticos, económicos, energéticos y climáticos.

A diferencia de trabajos previos, el estudio se centra en el análisis individual de las dos fuentes principales de energía renovable—solar y eólica—, medidas como porcentajes del consumo total de fuentes de energía renovables en lugar de como valores absolutos, lo que proporciona una perspectiva nueva sobre el desarrollo preferencial de estos recursos frente a otras fuentes.

En los dos gráficos siguientes se muestra la distribución territorial del crecimiento experimentado por estas dos variables durante el período 2007-2021, pudiéndose apreciar un desarrollo muy asimétrico entre países para ambas fuentes de energía.

Gráfico 1. Crecimiento de la cuota de energía solar (2007-2021)

Gráfico 2. Crecimiento de la cuota de energía eólica (2007-2021)

El estudio incorpora factores ambientales como determinantes potenciales del desarrollo de las fuentes de energía renovables variables que hasta ahora han sido poco estudiados. Algunos de los indicadores climáticos utilizados han sido calculados ad-hoc para el presente estudio (variación térmica, días de lluvia anuales, velocidad del viento y nivel medio de radiación solar).

Además de variables relacionadas con el consumo energético, la emisión de gases de efecto invernadero, la imposición sobre polución o el nivel de renta, el análisis también considera el desarrollo humano (HDI), que incorpora otras dimensiones como la educación y la salud, y que se ha demostrado que se ve afectado por el consumo de energía.

Otra aportación adicional del estudio es el análisis simultáneo de las interacciones entre las variables, evitando así problemas de multicolinealidad e ineficiencia en las estimaciones propios de los estudios causales. Para ello, se propone una metodología basada en técnicas de reducción de la dimensionalidad que no se ha utilizado anteriormente en este contexto. En primer lugar, los países se ordenan según su nivel promedio durante el período evaluado. La posición ordinal de cada país se utiliza como insumo para el análisis multivariante. A continuación, mediante la implementación de componentes principales categóricos se sintetiza toda la información en dos factores—el primero, que captura el desarrollo de la energía eólica, y el segundo vinculado al despliegue de la energía solar—, permitiendo evaluar gráficamente la interacción entre las diferentes variables, así como el posicionamiento relativo de los países en relación al nivel promedio observado para los diferentes factores durante el período analizado.

Resultados

En general, los resultados obtenidos sugieren una disociación entre el despliegue de la energía eólica y las fuentes de energía solar. Los altos niveles de penetración eólica en el mix de energías renovables parecen estar asociados positivamente con el consumo de energía y los factores económicos, mientras que la energía solar parece haber experimentado un mayor desarrollo en países con mayor dependencia energética.

Las variables relativas al despliegue de la energía eólica y solar quedan captuardas en las dos primeras componentes. El primer factor recoge el desarrollo de la energía eólica junto con sus determinante climático más común, la velocidad del viento, mientras que el segundo captura el desarrollo de la energía solar y el nivel de radiación. La primera dimensión muestra una fuerte asociación con la proporción de población residente en las urbes, así como con los ingresos, el consumo de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero.

Finalmente, también encontramos que el posicionamiento de los países con respecto a las dimensiones derivadas del análisis muestra una elevada similitud con las diferentes áreas culturales y geográficas. Este posicionamiento relativo de los países europeos según sus puntuaciones obtenidas en ambas dimensiones se puede apreciar en el siguiente gráfico.

Gráfico 3. Posicionamiento de los países europeos

Del mapa parecen surgir tres grandes grupos de países. Por un lado, los países de Europa del Este, que presentan los valores más bajos en desarrollo eólico y consumo de energía. Por otro, los países escandinavos, que obtienen posiciones extremadamente bajas en cuanto a energía solar, poca dependencia de las importaciones de energía y altos niveles de desarrollo humano.

El resto de los países, que representan Europa occidental y meridional, obtienen valores distintos en ambas dimensiones: los países mediterráneos muestran un ligero predominio en la segunda dimensión (solar) y los países de Europa occidental como Alemania, Francia y los Países Bajos, un mayor despliegue eólico, capturado en la primera dimensión. Especial mención requiere España, que muestra valores elevados en ambas dimensiones. Esta agrupación sugiere la existencia de algún tipo de patrón regional en el desarrollo preferencial de la energía eólica y solar que viene explicado por factores que van más allá de las simples diferencias climáticas y ambientales.

Conclusiones

Uno de los principales hallazgos de este estudio es que parece haber un desacoplamiento entre el despliegue de las fuentes de energía eólica y solar en Europa, dado que los factores económicos, sociopolíticos y ambientales considerados en el estudio muestran una asociación muy diferente con cada una de las variables energéticas. Además, la fuerte asociación encontrada entre las emisiones de carbono, los ingresos y el consumo de energía concuerda con estudios previos que enfatizan una relación significativa entre estos factores. El hecho de que altos niveles de viento se muestren asociados con las emisiones de gases de efecto invernadero, pone en cuestión la suposición de que estos recursos son una solución única para reducir la huella de carbono de una nación.

El hallazgo de que las variables energéticas, económicas y ambientales afectan el despliegue de la energía eólica y solar de manera muy diferente en cada país, pone de relieve la necesidad de analizar cada una de las fuentes de energía renovables de forma independiente. Asimismo, tiene implicaciones importantes en términos del diseño de políticas energéticas, destacando la importancia de implementar medidas sectoriales.