The risk to renewable electricity from volcanic eruptions
Este estudio utiliza la erupción del Tambora de 1815 como un análogo para demostrar que un evento volcánico de gran magnitud podría causar una disminución global, concurrente y persistente en los recursos eólicos y solares, lo que derivaría en pérdidas significativas de generación eléctrica y costos económicos que resaltan la urgente necesidad de incorporar tales choques climáticos de baja frecuencia en la planificación energética a largo plazo.
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El mundo está cambiando sus fuentes de energía, alejándose de la quema de combustibles fósiles hacia la energía capturada del viento y el sol. Estas fuentes renovables son limpias y esenciales para un clima estable, pero tienen una vulnerabilidad oculta: dependen enteramente del clima. Si el viento deja de soplar o las nubes bloquean el sol durante demasiado tiempo, las luces pueden apagarse. Los científicos han estudiado durante mucho tiempo cómo las tormentas diarias o los cambios estacionales afectan a estas redes eléctricas, pero existe un tipo de evento meteorológico mucho más raro y dramático que ha sido ignorado en gran medida en la planificación energética. Este es la erupción volcánica masiva. Cuando un volcán de magnitud suficiente explota, lanza vastas cantidades de gas y ceniza a la atmósfera superior, donde se propagan para formar una bruma global. Esta bruma actúa como un velo tenue que bloquea el sol y puede permanecer durante años, enfriando el planeta y alterando los patrones del viento. Si bien los efectos de tales erupciones sobre las temperaturas globales son bien conocidos, nadie había calculado previamente cómo este tipo específico de perturbación atmosférica afectaría a la electricidad de la que dependemos cada día.
Un equipo de investigadores se propuso llenar este vacío simulando qué pasaría si un volcán tan poderoso como el que entró en erupción en 1815 explotara hoy. Eligieron la erupción de 1815 del Monte Tambora como su modelo porque fue una de las más significativas en la historia registrada, creando un "año sin verano" que devastó los cultivos en todo el mundo. Utilizando un sofisticado modelo computacional de la atmósfera terrestre, los científicos recrearon las condiciones de esa erupción y observaron cómo la nube de aerosoles resultante —diminutas partículas de azufre que reflejan la luz solar— interactuaría con los recursos eólicos y solares disponibles para las plantas de energía modernas. Realizaron cientos de simulaciones para asegurar que los resultados no fueran solo un error del código informático, probando cómo la erupción se comportaría bajo diferentes climas de fondo, incluyendo un futuro mundo más cálido y durante ciclos climáticos naturales como El Niño.
Las simulaciones revelaron una realidad desalentadora: un evento volcánico de esta magnitud causaría una caída simultánea tanto en la generación de energía eólica como en la solar en todo el mundo. La bruma bloquearía la luz solar, reduciendo directamente la energía que los paneles solares podrían cosechar. Al mismo tiempo, el efecto de enfriamiento de los aerosoles debilitaría la circulación atmosférica a gran escala que impulsa el viento, provocando un aire más calmado en muchas de las mejores regiones de parques eólicos del mundo. Este doble golpe no sería una interrupción breve; los modelos mostraron que la reducción de los recursos energéticos persistiría durante hasta veinte meses. En promedio, el estudio encontró que los recursos eólicos y solares globales disminuirían aproximadamente un 3,6 por ciento durante este periodo. Aunque unos pocos puntos porcentuales puedan parecer pequeños, la escala masiva del sistema energético global significa que esto se traduce en una pérdida enorme de electricidad.
Cuando los investigadores tradujeron estos cambios físicos al lenguaje de las redes eléctricas modernas, las cifras se volvieron desoladoras. Basándose en la capacidad eólica y solar instalada en todo el mundo en 2024, una sola erupción del tamaño de Tambora resultaría en una pérdida de aproximadamente 216,9 teravatios-hora de electricidad durante esos veinte meses. Para poner esto en perspectiva, es la cantidad de electricidad que el estado entero de California consumió en un solo año. El costo financiero de esta energía perdida, calculado utilizando los precios actuales de generación de energía, sería de unos 9.200 millones de dólares estadounidenses. Sin embargo, el impacto no se sentiría de la misma manera en todas partes. El estudio destacó una desconexión crucial entre dónde el clima es peor y dónde el daño es más severo. Por ejemplo, Sudamérica y África experimentarían las mayores caídas porcentuales en el viento y el sol, lo que las convierte en las regiones físicamente más sensibles. No obstante, debido a que Asia tiene actualmente la mayor concentración de plantas de energía eólica y solar, sufriría la mayor pérdida absoluta de electricidad, perdiendo más de 111 teravatios-hora. Europa y América del Norte también enfrentarían pérdidas significativas, aunque ligeramente menores que Asia.
Los investigadores también analizaron la física subyacente para entender por qué el viento y el sol se comportaban de esta manera. Encontraron que la bruma volcánica enfría la atmósfera tropical, lo que debilita la circulación de Hadley —un motor gigante que mueve el calor desde el ecuador hacia los polos. Este debilitamiento reduce las velocidades del viento en las zonas subtropicales, donde se encuentran muchas granjas eólicas. Curiosamente, los modelos mostraron que las velocidades del viento aumentaron en algunas áreas de latitudes altas, pero estas ganancias no fueron suficientes para compensar las pérdidas generalizadas en otros lugares. Para la energía solar, la historia fue un poco más compleja. Si bien las partículas volcánicas bloquearon la luz solar directa, el efecto de enfriamiento también redujo la nubosidad en algunas áreas, lo que permitió que pasara un poco más de luz. Esta reducción de nubes compensó parcialmente la oscuridad causada por la ceniza, pero no lo suficiente como para evitar una pérdida neta en la energía solar. El estudio sugiere que estos mecanismos físicos son robustos, lo que significa que probablemente ocurrirían incluso si la erupción sucediera en un futuro clima más cálido o durante una fase climática natural diferente.
Este trabajo sirve como una advertencia para el futuro de la planificación energética. A medida que el mundo se vuelve más dependiente de la energía que depende del clima, el riesgo de choques climáticos raros pero de alto impacto se vuelve más crítico. El estudio enfatiza que los sistemas de energía actuales no están diseñados para manejar un periodo de dos años de reducción de viento y sol, y que el almacenamiento estándar en baterías no es suficiente para cerrar una brecha tan larga. Además, los hallazgos tienen implicaciones para una idea controvertida conocida como geoingeniería solar, donde los humanos podrían inyectar intencionalmente aerosoles en la atmósfera para enfriar el planeta. El estudio sugiere que, si bien tal intervención podría reducir las temperaturas globales, podría reducir involuntariamente la generación de energía renovable, creando un nuevo conflicto entre la mitigación climática y la seguridad energética. Los investigadores concluyen que, si bien una erupción volcánica masiva es un evento de baja probabilidad, su potencial para interrumpir la red eléctrica global es lo suficientemente alto como para que deba incluirse en los planes a largo plazo para un futuro resiliente y bajo en carbono.
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