La energía no tiene precio (tiene valor)

El consumo de energía mundial sigue aumentando y no solo por el aumento de la población ni porque unos países consuman mucho más que otros. La tendencia es de un mayor consumo per cápita en prácticamente todos los países.

Comsumo energético mundial

Como todos sabemos, la energía ni se crea ni se destruye, solo se le pone precio. Materias primas y energía tienen precios que cambian a lo largo del tiempo y que hacen que lo que no es rentable hoy pueda serlo mañana. La energía está en todas partes, en diferentes formas y con distintos hándicaps a su extracción. Con distintos impactos cuando se extrae, se transporta o se procesa. Si piensas que calculando el precio de la energía podremos compararlas, vuelve a pensar.

Está claro que para conseguir energía necesitamos invertir dinero, pero este transforma el sistema en un revoltijo de presiones, intereses, análisis de ciclo de vida incompletos, y cada uno cuenta la película como mejor le venga. El sector energético controla la política y no al revés. ¿Cuánto dinero hay que invertir para generar un kWh  en una central nuclear o en un parque eólico? Pues depende del país, de las subvenciones, del precio de las materias primas necesarias para crear la tecnología, la gestión de residuos derivados, etc. A pesar de todos estos dependes, el precio sigue siendo lo más usado para comparar las distintas fuentes de energía.

Otra manera de comparar las fuentes de energía es separándola del dinero. Eso es, analizando cuanta energía hay que consumir para producir una determinada cantidad de energía (valga la redundancia). Suena más lógico, ¿no? Así como el dinero sufre de inflación y devaluación, la energía no. Un vatio (W) es una unidad de potencia que mide julios por segundo y su esencia nunca cambia. Un vatio hora será siempre un vatio hora. Otra cosa es el precio que se le ponga.

Por eso se calcula la tasa de retorno energético (TRE), energía neta, balance energético o EROI (energy return on invesment), que no es más que comparar la energía extraída frente a la energía invertida (gastada en la extracción). Suena sencillo, las energías que nos den más por menos serán las mejores. Sin embargo, este análisis es muy complejo. Por ejemplo, saber la energía que produce un parque eólico es fácil (la medimos y listo) pero calcular la energía que hemos tenido que gastar en construirlo no es tan fácil: minería (para extraer metales preciosos, aluminio, etc, y procesarlos), producción de hormigón, transporte de materiales, acondicionamiento del terreno, mantenimiento, desmantelamiento, etc. Un ciclo de vida muy difícil de analizar completamente y en el que también juegan otros ‘dependes’. A pesar de todo y siempre que se analicen bien los ciclos de vida (desmantelamiento, tratamiento de residuos y corrección de la contaminación suelen ser los grandes olvidados) la TRE es un buen indicador para decidir dónde invertir la energía.

La ecuación es sencilla: TRE = energía obtenida/energía invertida. El resultado es un número que cuanto más alto mejor, y que si por el contrario, el valor anda cerca de 1 (o por debajo) quiere decir que lo comido por lo servido, lo cual no es producción energética alguna. ¿Cuánto petróleo hace falta para extraer un barril de petróleo? Pues a principios del siglo XX se conseguían aproximadamente 100 barriles por barril consumido. Actualmente se obtienen entre 10 y 30, y bajando, debido a que se gasta mucha energía durante la búsqueda de nuevos yacimientos, hay que perforar más, etc.

La siguiente imagen sirve de ejemplo para ver otras aproximaciones de la TRE y como la energía extraída in situ no sirve de nada si no se tienen en cuenta las pérdidas y gastos energéticos del proceso de extracción.

 Adapted from EROI of Global Energy Resources

Ilustración 1: Distintos tipos de análisis de EROI y las pérdidas de energía del proceso desde la extracción al producto listo para el consumidor(Lambert, Hall, Balogh, Poisson, & Gupta, 2012).

Así pues, cada forma de energía tiene sus TRE y lo más importante, sus tendencias.

  • Petróleo: desciende desde una relación 1000:1 en 1919 hasta 5:1 en 2010.
  • Carbón: la TRE para la producción de carbón ha tenido claros altibajos debido al cambio del tipo de minería. Actualmente la minería a cielo abierto es más barata y se obtiene gran cantidad de carbón. TRE de 80:1.
  • Nuclear: todavía con muchos debates sobre el ciclo de vida tiene valores de entre 5-15:1.
  • Renovables: muchos valores dependiendo del tipo de energía. Por lo general bajos exceptuando la hidráulica y enfatizando algunos tipos de biodiesel (incluso algunos con valores negativos).

Podemos ver la comparación entre los combustibles primarios y alternativos en la siguiente imagen.

 Captura de pantalla (32)

Ilustración 2: Valores medios de EROI (y desviación típica) para distintos combustibles. El carbón (coal) tiene una EROI de 28:1. Petróleo y gas (oil and gas) tienen una media de 17:1. Entre los combustibles alternativos están el acetie de arenas botuminosas (tar sands) con un valor de 5:1 y el petróleo de esquistos botuminosos con un valor de 1,4:1. Los valores para el bioetanol y el biodiesel son 1,3:1 y 0,9:1 respectivamente(Lambert et al., 2012).

Los valores tan bajos de los combustibles alternativos (tar sands, oil shale, bioetanol y biodiesel) en especial de los biofuels hacen pensar dos veces si esta es la mejor forma de invertir la energía que tenemos. Quemar un litro de diésel para producir un litro de biodiesel en forma de biodiesel puede no tener mucho sentido. De todas formas, las transformaciones energéticas deben ser tenidas en cuenta también desde el punto de vista funcional. Por ejemplo, el uso de la energía eólica para cargar pilas de hidrógeno es muy ineficiente (y caro de momento) pero se puede transformar la energía sobrante producida por la noche para deslocalizar esa energía y poderla usar en sistemas que no pueden funcionar con un molino encima.

Dentro de las energías alternativas (ilustración 3) (no ligadas a las energías fósiles) encontramos que la energía nuclear no tiene una mejor TRE que las renovables, además de tener uno de los ciclos de vida más inabarcables de todos. ¿Estará incluído en el cálculo la cantidad de energía que hay que invertir para perforar un cementerio nuclear, aislarlo y refrigerarlo? ¿Durante 24.000 años?

Captura de pantalla (33)

Ilustración 3: Valores medios de EROI (y desviación típica) para distintos sistemas de generación eléctrica. Energía nuclear tiene un valor de 14:1. La hidroeléctrica tiene la mayor tasa de retorno energético 84:1 de entre todos los sistemas de generación eléctrica. Geotermia, eólica y solar fotovoltaica tienen 9:1, 20:1 y 10:1 respectivamente.

 A pesar de todos los datos, la TRE no puede servir por si sola a decidir qué tipo de energía queremos generar ya que hay multitud de factores, a pesar del dinero, que tienen más importancia si cabe en esta decisión. El impacto medioambiental y las consecuencias frente a una catástrofe deberían tomar más importancia en las decisiones. La energía nuclear en especial genera un tipo de residuo incontrolable y del que sabemos muy poco. Miento, conocemos (una parte) de las consecuencias. Habrá que seguir la pista a Asse y Fukushima ¿Qué tal si mandamos los residuos al espacio como se preguntan algunos? Quizás enviarlos al espacio no sea la mejor opción, pero mientras pensamos qué hacer con ellos los vamos enterrando. Claro, el ser humano conoce muy bien la cantidad de metros que hay que perforar, los metros de hormigón que hay que meter y a los operarios que estarán al cargo. La tecnología, la tierra con su energía interna y el ser humano y sus decisiones son cosas que no tienen incertidumbre alguna, ¿verdad?

Otro de los perjudicados por el análisis de la TRE son los biofuels: pueden servir a propuestas localizadas, por ejemplo, para transformar residuos agrarios en combustible que sirva al propio centro de producción, pero si crece la demanda por querer implementarlos a gran escala, pueden aumentar la destrucción de hábitats y las crisis alimentarias. La tecnología todavía tiene cancha para mejorar. Será interesante ver cuál es el desarrollo de los biocombustibles de segunda y tercera generación (hechos a partir de restos vegetales más fibrosos) los cuales apuntan alto (se podría aumentar la superficie de suelo destinada a superficie forestal manejada para aumentar la biodiversidad y a su vez crear biodiesel de los árboles y maleza). También está cada vez más avanzado el desarrollo de los biocombustibles a partir de algas pero la tecnología aún está verde como para abastecer a gran escala.

Las renovables salen muy bien paradas de este tipo de análisis aunque aún están por debajo del potencial energético de las energías fósiles. Si incluyéramos otros factores como los costes por emisiones de gases de efecto invernadero, el empleo a largo plazo o el impacto ambiental por accidentes o desastres a lo mejor tendríamos un claro ganador, pero no es la finalidad de este índice. Hay muchas cosas a tener en cuenta para tomar decisiones. Desgraciadamente en nuestros días las decisiones no se basan en la energía, eficiencia e impacto. Se basan en el dinero.

Referencias:

Lambert, J., Hall, C., Balogh, S., Poisson, A., & Gupta, A. (2012). EROI of Global Energy Resources Preliminary Status and Trends. College of Environmental Science and Forestry (NY), (November).

http://blogs.elpais.com/eco-lab/2012/02/cuanto-petroleo-hace-falta-para-extraer-un-barril-de-petroleo.html

http://datos.bancomundial.org/indicador/EG.USE.ELEC.KH.PC/countries?display=graph

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