Todos los sistemas energéticos a gran escala tienen impactos ambientales, y la capacidad de comparar los impactos de las fuentes de energía renovables es un paso importante en la planificación de un futuro sin energía de carbón o gas. La extracción de energía del viento causa impactos climáticos que son pequeños comparados con las proyecciones actuales del calentamiento del siglo XXI, pero grandes comparados con el efecto de reducir las emisiones de electricidad de los Estados Unidos a cero con la energía solar. La investigación publicada en la revista Joule el 4 de octubre informa sobre la modelización más precisa hasta la fecha de cómo el aumento de la energía eólica afectaría al clima, encontrando que la generación de energía eólica a gran escala calentaría los Estados Unidos continentales a 0,24 grados centígrados debido a que las turbinas eólicas redistribuyen el calor en la atmósfera.
«El viento supera al carbón en cualquier medida ambiental, pero eso no significa que sus impactos sean insignificantes», dice el autor principal David Keith, profesor de ingeniería y políticas públicas de la Universidad de Harvard. «Debemos alejarnos rápidamente de los combustibles fósiles para detener las emisiones de carbono. Al hacerlo, debemos elegir entre varias tecnologías bajas en carbono, todas las cuales tienen algunos impactos sociales y ambientales».
«Los aerogeneradores generan electricidad pero también alteran el flujo atmosférico», dice el primer autor Lee Miller. «Esos efectos redistribuyen el calor y la humedad en la atmósfera, lo que impacta el clima. Intentamos modelar estos efectos a escala continental».
Para comparar los impactos de la energía eólica y solar, Keith y Miller comenzaron por establecer una línea de base para el clima de EE.UU. en 2012-2014 utilizando un modelo estándar de pronóstico del tiempo. Luego añadieron el efecto sobre la atmósfera de cubrir un tercio de los Estados Unidos continentales con suficientes turbinas eólicas para satisfacer la demanda actual de electricidad de los Estados Unidos. Este es un escenario relevante si la energía eólica juega un papel importante en la descarbonización del sistema energético en la segunda mitad de este siglo. Este escenario calentaría la temperatura de la superficie de los Estados Unidos continentales en 0,24 grados centígrados.
Su análisis se centró en la comparación de los impactos y beneficios climáticos. Descubrieron que se necesitaría alrededor de un siglo para compensar ese efecto con reducciones relacionadas con el viento en las concentraciones de gases de efecto invernadero. Esta escala de tiempo era más o menos independiente de la elección específica de la generación total de energía eólica en sus escenarios.
«Los impactos climáticos directos de la energía eólica son instantáneos, mientras que los beneficios se acumulan lentamente», dice Keith. «Si su perspectiva son los próximos 10 años, la energía eólica tiene, en algunos aspectos, más impacto climático que el carbón o el gas. Si su perspectiva es los próximos mil años, entonces la energía eólica es enormemente más limpia que el carbón o el gas».
Más de diez estudios previos han observado el calentamiento local causado por los parques eólicos de los Estados Unidos. Keith y Miller compararon su calentamiento simulado con las observaciones y encontraron una consistencia aproximada entre las observaciones y el modelo.
También compararon los impactos de la energía eólica con proyecciones anteriores de la influencia de la energía solar en el clima. Encontraron que, para la misma tasa de generación de energía, los impactos de la energía solar serían aproximadamente 10 veces menores que los del viento. Pero ambas fuentes de energía tienen sus ventajas y desventajas.
«En términos de diferencia de temperatura por unidad de generación de energía, la energía solar tiene aproximadamente 10 veces menos impacto que el viento», dice Miller. «Pero hay otras consideraciones. Por ejemplo, las huertas solares son densas, mientras que la tierra entre las turbinas eólicas puede ser co-utilizada para la agricultura». La densidad de los aerogeneradores y la hora del día durante la cual operan también pueden influir en los impactos climáticos.
Las simulaciones de Keith y Miller no tienen en cuenta ningún impacto en la meteorología a escala mundial, por lo que sigue siendo un tanto incierto cómo puede afectar al clima en otros países un despliegue de energía eólica de este tipo.
«La obra no debe ser vista como una crítica fundamental de la energía eólica. Algunos de los impactos climáticos del viento pueden ser beneficiosos. Por lo tanto, el trabajo debe ser visto como un primer paso para tomar más en serio la evaluación de estos impactos», dice Keith. «Nuestra esperanza es que nuestro estudio, combinado con las recientes observaciones directas, marque un punto de inflexión en el que los impactos climáticos de la energía eólica comiencen a recibir una seria consideración en las decisiones estratégicas sobre la descarbonización del sistema energético».
Keith y Miller también tienen un artículo relacionado, «Factores de potencia y densidades de energía solar y eólica basados en la observación», publicado en las Cartas de Investigación Ambiental del 4 de octubre, que valida las tasas de generación por unidad de área simulada aquí usando observaciones.