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La próxima revolución mundial de la energía vendrá del hielo

Expansión.com - ‎ ‎febrero‎ de ‎2015

Varios países han emprendido una carrera por ser el primero en obtener la tecnología necesaria con la que aprovechar una nueva fuente de energía que se esconde en los lechos marinos de medio mundo. De momento, Japón está en cabeza y podría empezar a explotarla ya la próxima década. Las reservas de hidratos de metano (una suerte de metano congelado) superan las de petróleo, gas natural y carbón juntas, pero su explotación conlleva riesgos importantes.

El sector global de la energía está viviendo en los últimos años una auténtica revolución de la mano del shale oil y el shale gas. El boom de los hidrocarburos no convencionales (en realidad, son petróleo y gas al uso, las que no son convencionales son las técnicas para su extracción: singularmente, el famoso y polémico fracking) promete dar un vuelco al mapa energético global. Ya lo está haciendo, con Estados Unidos como baluarte.

La explotación a gran escala de sus hidrocarburos no convencionales ha convertido a Estados Unidos de nuevo en una potencia energética, lo colocará como mayor productor mundial de petróleo y de gas natural en breve, y le abrirá las puertas de la independencia energética. A pesar de que el desplome de los precios del crudo pone en riesgo el desarrollo de nuevos proyectos y amenaza la rentabilidad de algunos de los ya operativos, el boom petrolero y, sobre todo, gasístico en Estados Unidos puede romper el statu quo geopolítico global. Y otras naciones, también con enormes reservas de hidrocarburos no convencionales, tratan de emular ya la experiencia estadounidense.

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Pero es otro hidrocarburo, uno que aún no se explota, el que promete abrir una nueva etapa en la historia energética global que, quizá, arrancará en apenas diez años. Varios países emprendieron hace tiempo una carrera, otra más, por liderar la explotación de manera segura de estos nuevos recursos hasta ahora no aprovechados y que, según anticipan muchos expertos, podrían ser los protagonistas de la siguiente revolución energética global. Y esa revolución, la próxima, vendrá... del hielo. A simple vista esa novedosa fuente de energía tiene el aspecto de hielo normal y corriente, pero si se acerca una llama a él, ese hielo arde... porque está lleno de gas metano.

Hidratos de metano, clatrato de metano, hielo de metano, hielo ardiente... son los diferentes nombres que recibe este nuevo hidrocarburo. Se trata de moléculas de gas metano que han quedado atrapadas en moléculas de agua congelada. Unas estructuras en forma de jaula que se han formado por la combinación de bajas temperaturas y alta presión, y que se encuentran en grandes cantidades en los lechos marinos (a partir de 500 metros de profundidad) y en el suelo de las regiones polares (a menor profundidad, normalmente a partir de los 150 metros). Los depósitos submarinos concentran la inmensa mayoría de las reservas conocidas: acumulan cerca del 98% del total, frente al 2% identificado en tierra firme cerca del Ártico.

Tantas reservas como petróleo, gas y carbón juntos

Los hidratos de metano son enormemente abundantes y se encuentran repartidos en el suelo marino de medio mundo [ver mapa]. Según las estimaciones de diferentes servicios geológicos y energéticos internacionales, las reservas mundiales de hidratos de metano pueden superar las de petróleo, gas natural y carbón juntas (los cálculos más optimistas indican que incluso podrían duplicar la suma de las reservas del resto de hidrocarburos). Los datos del Servicio de Geología norteamericano (USGS) apuntan a que la acumulación de este hielo ardiente podría ser hasta 100 veces mayor que todas las reservas de gas de esquisto estimadas en EEUU, ése en el que se basa el actual boom energético norteamericano. Y además, su intensidad energética es muy superior a la del gas metano convencional: un metro cúbico de hidrato de metano equivale a 164 metros cúbicos de gas metano.

No obstante, las dificultades técnicas y tecnológicas para conseguir explotar estos hidrocarburos de manera segura y comercialmente rentable aún no se han superado. El uso del metano como combustible es menos contaminante que la quema de petróleo o de carbón, sí, de ahí que sea interesante su uso. Pero la liberación incontrolada de metano a la atmósfera es muchísimo más contaminante que el dióxido de carbono (es entre quince y veinte veces más nocivo como gas de efecto invernadero que el CO2). En paralelo, la alteración de la estructura de los hidratos durante los trabajos de extracción puede desestabilizar el propio lecho marino, provocando grandes corrimientos del suelo submarino y, a su vez, facilitando la liberación del metano a la atmósfera.

Algunos científicos alertan de un peligroso círculo vicioso entre el metano y el cambio climático. Y es que los peores pronósticos apuntan a que el calentamiento global podría elevar la temperatura de los océanos y descongelar el suelo ártico hasta el punto de descomponer los hidratos y liberar de forma natural el metano a la atmósfera, con lo que se agravaría el cambio climático hasta límites trágicos. En tal caso, y ante ese riesgo, los defensores de la explotación de estos hidrocarburos argumentan que sería mejor quemar ese metano en un uso industrial que esperar a las gravísimas consecuencias medioambientales de que se libere de forma natural.

Sin embargo, la catástrofe parece improbable. "Estudios recientes indican que la mayoría de los depósitos de hidratos de metano en el mundo pueden mantenerse estables durante los próximos mil años", apuntan desde el USGS norteamericano. "Y de los hidratos que pueden llegar a ser inestables, muy probablemente pocos liberarían metano como para alcanzar la atmósfera e intensificar el calentamiento global", explican los expertos de esta oficina gubernamental estadounidense.

Las dificultades para su extracción

"Es muy posible que la próxima frontera de la producción [de energía] sean los hidratos de metano", sostiene Daniel Lacalle, vicepresidente y responsable global del área de energía de Pimco, la mayor gestora de renta fija del mundo. "La situación es muy parecida a la del gas de esquisto y el petróleo de formaciones compactas una década atrás: ya sabíamos de su existencia y escala, pero no disponíamos de la tecnología y las técnicas necesarias para extraerlos comercialmente", apunta Lacalle en su último libro, La madre de todas las batallas. La energía, árbitro de nuevo orden mundial (Deusto).

Los científicos vienen utilizando de manera experimental diferentes técnicas para la extracción y aprovechamiento del metano. Durante la pasada década, tanto en Japón como en Canadá se investigó con la estimulación térmica: inyectar un fluido caliente o vapor para descongelar el agua y liberar el metano, pero resultó no ser muy eficiente por desaprovecharse mucho calor que se filtra en las rocas colindantes y por requerir de la existencia de capas muy porosas que permitan penetrar a los líquidos calientes.

Actualmente, los científicos están apostando por la despresurización (cambiar la presión para disociar las moléculas de agua y las de metano) en sus investigaciones. Es el método más económico y con más probabilidades de convertirse en la primera técnica de producción comercial, aunque entraña riesgos para la estabilidad del suelo marino. Otras técnicas bajo investigación son la inyección de productos químicos para desestabilizar el hidrato de metano, utilizando el metanol o el glicol como inhibidores, y también la inyección de CO2 a alta presión, lo que permitiría la extracción del hidrato por intercambio directo, liberando el metano pero dejando el hidrato intacto.

Los expertos no han resuelto el problema de cómo extraer los hidratos de metano de manera segura, sin efectos nocivos incontrolados para el medioambiente, y, además, con una estructura de costes que permita su comercialización rentable. Al menos de momento. "Si a un ingeniero le das tiempo y dinero suficientes, encontrará una solución. La tecnología aplicada a la exploración y a la producción de recursos de energía ha conseguido expandir las fronteras de lo que se creía posible, tanto en términos de volumen como de precio. Lo que antes se consideraba ciencia ficción, es hoy una realidad. Hay una larga historia de 'saltos adelante', o 'antes y después", apunta Daniel Lacalle. "Nunca apuestes contra el ingenio humano", es uno de los mantras del ejecutivo de Pimco.

La Agencia Internacional de la Energía (AIE) no contempla en sus estudios de previsiones a medio y largo plazo -al menos no de forma concreta- una nueva revolución energética por la explotación de nuevos hidrocarburos. Pero la organización de la OCDE tiene claro que no puede descartar ese escenario. "Puede haber otras sorpresas. Por ejemplo, los hidratos de metano que hay en las costas de Japón o Canadá. Este campo aún está en una etapa muy primigenia. Pero el gas de esquisto se encontraba en la misma situación hace diez años. Así que no podemos descartar nuevas revoluciones que puedan producirse gracias a los avances tecnológicos", ha llegado a decir la propia directora de la AIE, Maria van der Hoeven.

Una carrera entre países...

Los científicos conocían los hidratos de metano ya en el siglo XIX, pero casi como una mera construcción teórica que se consiguió replicar en laboratorio. No fue hasta la década de 1960 cuando la Unión Soviética lanzó el primer gran estudio de campo en busca de este hidrocarburo en Siberia, y fue en 1971 cuando se descubrió en el lecho del Mar Negro la existencia real de los hidratos. Pero es ahora cuando, tras un costoso y constante impulso investigador, se está a las puertas de obtener la tecnología necesaria para la extracción de los hidratos de metano.

Japón ha tomado la delantera en esa carrera figurada por conseguir explotar los hidratos de metano, y ha conseguido realizar ya las primeras extracciones en sus costas. Estados Unidos también lleva décadas -desde 1982- con un programa de investigación operativo y buscando una tecnología eficaz para aprovechar sus reservas. Otros países como Corea y Canadá cuentan con programas de investigación (el de Canadá hoy por hoy paralizado, en principio temporalmente), al tiempo que China e India se muestran igualmente interesados en el desarrollo de la tecnología necesaria. Y, aunque en España no existe de momento ningún proyecto concreto para promover la explotación de esta fuente de energía, geólogos ya han constatado la existencia de hidratos de metano en el Golfo de Cádiz y en el Mar de Alborán.

...en la que Japón toma la delantera

Japón se convirtió en marzo de 2013 en el primer país en conseguir extraer hidratos de metano de manera continuada (apenas unos días) y aparentemente segura del lecho marino de la fosa de Nankai, una zona que se perfila como la más prometedora para un yacimiento de esta fuente alternativa de energía. Fue el primer gran hito de un programa de investigación impulsado por el Gobierno japonés, y desarrollado por la petrolera estatal Japan Oil, que dio comienzo en 1995. Un hito que ha sido refrendado hace apenas dos meses, el pasado diciembre, con un nuevo éxito en la extracción de hidratos de metano, esta vez en la costa norte del país.

La Agencia de Recursos Naturales y Energía japonesa tiene identificadas un millar de localizaciones en las costas niponas cuya estructura geológica sugiere que podrían alojar depósitos submarinos de hidratos de metano. Desde el propio Gobierno de Japón se ha llegado a apuntar, aparentemente de manera exagerada, que las reservas de metano congelado podrían resultar equivalentes al consumo energético del país durante 100 años (los últimos avances del programa de investigación nipón apuntan a que los yacimientos que mejor se conocen al sur del país sí podrían contener el equivalente al consumo nacional de algo más de una década).

En cualquier caso, los incentivos de Japón para impulsar la investigación de esta alternativa son evidentes y en principio más acuciantes que para otros países que también cuentan con programas de investigación: Japón importa el 95% de los recursos energéticos que necesita y el parón nuclear tras el accidente de Fukushima ha disparado la dependencia del gas natural de su economía.

Los planes de Japan Oil y del Gobierno japonés pasan por continuar con nuevas pruebas en aguas costeras a lo largo de este año, iniciar un proceso de evaluación de los estudios que le llevarían a contar con la tecnología necesaria para la extracción ya en 2018, e iniciar la comercialización del metano entre 2023 y 2027.

Sin embargo, frente al optimismo nipón, algunos centros de estudios y consultoras especializadas en el sector energético no ven posible que la explotación y comercialización de los hidratos de metano sea una realidad al menos hasta la década de 2030 (quizá incluso bien entrada la década). Con unos u otros plazos, el mundo parece estar cerca de dar entrada a una nueva alternativa en el escenario energético global.