¿Qué transición energética?

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Todos estamos muy concienciados en que hay que dejar los combustibles fósiles antes de que ellos nos dejen a nosotros, para evitar que nuestra dependencia desemboque en un brutal síndrome de abstinencia. Al proceso se le llama transición energética y en ello llevamos ya unas cuantas décadas. ¿Qué tal lo estamos haciendo?

 

En el artículo anterior, veíamos lo dependientes que somos del petróleo. En este artículo vamos a analizar la transición energética fundamentalmente desde el punto de vista del petróleo. Las reservas mundiales de petróleo son las más pequeñas de los combustibles fósiles y es el que más quemamos, por lo que resulta evidente que es el primero que va a sufrir problemas de disponibilidad.

 

En teoría, cuando una fuente de energía se agota, hay que realizar una transición energética a otra fuente distinta. Digo en teoría, porque no se nos ha acabado ninguna fuente de energía de uso generalizado en nuestra historia, y cuando se ha acabado localmente (deforestación) no se ha realizado ninguna transición con éxito.

 

Sin embargo sí ha habido numerosas transiciones energéticas por motivos económicos. La lección histórica de dichas transiciones es que requieren de tiempos muy largos, incluso cuando las condiciones son muy favorables. En USA, el carbón alcanzó el 5% de cuota del mercado energético en 1840 y no llegó al 25% hasta 35 años más tarde y al 50% otros 15 años más tarde. El petróleo alcanzó el 5% del mercado energético en 1915 y tardó en llegar al 25% 20 años, y otros 20 años en llegar al 40%. El gas natural alcanzó el 5% en 1930 y ha tardado 30 años en alcanzar el 25% del mercado (Fuente: World Economic Forum).

 

Consumo de energía por fuente en USA en porcentaje. Primary incluye nuclear, hidroeléctrica y renovables. Las transiciones se muestran en verde y resulta evidente que desde los años 60 no está teniendo lugar una transición.

 

Analizando el panorama mundial con más detalle en las últimas cinco décadas resulta que el consumo de energía conjunta del carbón más petróleo es prácticamente constante desde 1990, y eso se debe a que hasta cierto punto el carbón puede sustituir al petróleo en la producción de energía eléctrica, sin embargo ese límite se está alcanzando, puesto que el petróleo genera solo el 5% de la energía eléctrica mundial, comparado con el 25% en 1973 (Fuente: Energy Matters). Desde el año 2000 la energía procedente del gas natural se mantiene estable, y el aumento de la energía procedente de las renovables compensa la caída en energía procedente de las nucleares.

 

Porcentaje de contribución al consumo de energía global por fuente de energía. Fuente: Energy Matters. Datos: BP 2014 Statistical Review.

 

Resulta interesante que puesto que realizar una transición energética suele implicar décadas, a pesar de lo mucho que se habla de la revolución de las renovables, actualmente no está teniendo lugar ninguna transición energética en el mundo. Entre el 2000 y el 2010 la contribución de las energías renovables creció en un 2%, pero simultáneamente la contribución de los combustibles fósiles creció un 2,65%.  De hecho el incremento de las renovables iguala la disminución de la nuclear, con un efecto neto de cero sobre las emisiones de CO2. Durante la primera década del siglo XXI el mundo no ha estado reduciendo su consumo de combustibles fósiles, sino incrementándolo, y es poco probable que esta situación pueda cambiar significativamente en los próximos años ausente un shock del petróleo. Según Vaclav Smil, uno de los mayores expertos en energías, el cambio más importante en los próximos 20-40 años será el ascenso del gas natural como el combustible más importante del mundo (Fuente: World Economic Forum).

 

Hecho: En el mundo no está teniendo lugar actualmente una transición energética. Salvo que nos falte, seguiremos siendo dependientes del petróleo como principal fuente energética durante décadas.

 

Las dificultades de una transición desfavorable

 

Uno de los problemas fundamentales es que todas las transiciones hasta el momento se han realizado de fuentes de menor densidad de energía a fuentes de mayor densidad de energía, en la mayoría de los casos con un balance económico favorable al cambio.

 

En la tesitura actual, para muchos de los usos del petróleo, no se encuentra una alternativa energéticamente favorable a pesar de haberla buscado durante décadas, lo que dificulta extraordinariamente el cambio.

 

Para dificultar aún más las transiciones desde el petróleo, en algunos casos además el cambio resulta desfavorable desde un punto de vista económico. Si queremos comprar un automóvil, al optar por uno eléctrico el coste es sustancialmente más alto, a pesar de que está subvencionado hasta un 25% en muchos países. Las prestaciones de dicho vehículo, alcance, aceleración, velocidad, etc, suelen ser bastante inferiores a las de un vehículo con motor de combustión. Las emisiones son también inferiores, pero no mucho, lo que sucede es que se producen al generar la electricidad y no al disiparla en el vehículo. Enfrentados a un coste inicial muy fuerte, a unas prestaciones menores y a las dificultades inherentes a ser un adoptante temprano, la inmensa mayoría de los que se compran un coche nuevo, optan por un coche de combustión interna.

 

El problema del capital ya invertido

 

¿Por qué las transiciones energéticas tardan tanto tiempo en producirse? La respuesta es múltiple. Por un lado está el ratio de adopción, es decir el porcentaje de equipamiento nuevo que se necesita instalar y que opta por la nueva energía. Por otro lado está la vida útil del equipamiento ya instalado de la antigua energía, y finalmente el cociente entre el coste de continuar utilizando la anterior energía en equipamiento ya instalado frente al coste de adoptar la nueva tecnología antes del final de la vida útil del equipamiento.

 

Un ejemplo de transición que se considera rápida y efectiva ilustra este problema, el de la sustitución en el transporte ferroviario de las máquinas a vapor por máquinas diesel en USA. Las ventajas de dicha sustitución eran múltiples. Las máquinas de vapor requerían repostar agua y carbón con mayor frecuencia que combustible las diesel, lo que obligaba a una mayor infraestructura. Requerían de más personal para operarlas y para mantenerlas, requerían más tiempo en mantenimiento y mayores costes de mantenimiento. Se requería una tripulación por máquina incluso cuando funcionaban varias máquinas en un solo tren. Había una variedad grandísima de máquinas de vapor, mientras que las máquinas diesel se producían en masa en unos pocos modelos, lo que facilitaba el mantenimiento y la obtención de repuestos. La relación potencia/peso y la eficiencia térmica eran mayores en las máquinas diesel. Finalmente las máquinas de vapor producían gigantescas cantidades de humo y hollín que no eran toleradas en las ciudades.

 

Aunque hay máquinas diesel anteriores, el inicio de la transición puede fijarse en 1924, cuando la ciudad de Nueva York inició unas pruebas de un año de duración que convencieron a las autoridades y público de las ventajas del nuevo sistema. Durante los años 30 las máquinas diesel conquistaron el transporte de pasajeros gracias a su imagen y a ofrecer mayor suavidad de funcionamiento, mientras que la gran depresión detuvo las ventas y el desarrollo de las máquinas de vapor. En 1940 las máquinas diesel empezaron a sustituir a las máquinas de vapor en el transporte de mercancías y casi todas las máquinas de vapor existentes tenían al menos 10 años de antigüedad. La segunda guerra mundial supuso el declive final del vapor. El progreso en diesel durante la guerra fue significativo gracias a la construcción de barcos, mientras que al final de la guerra las máquinas de vapor estaban viejas y desgastadas por el uso intensivo durante la guerra. Aún así no fue hasta mediados de los 50 cuando las máquinas de vapor pasaron a ser menos del 10% (Fuente: The Evolution of the Diesel Locomotive in the United States).

 

Olton Hall no. 5972, más conocido como Hogwarts Express, fue construido en 1937 y retirado en 1963. Fuente: Daily Mail.

 

El ejemplo de la dieselización de las máquinas de tren en USA, que tuvo lugar bajo unas condiciones casi ideales de ventaja para las máquinas diesel, tardó décadas en completarse, debido al capital ya invertido en máquinas de vapor. Desde 1930 el ratio de adopción de las máquinas diesel pasó a ser de prácticamente el 100%, dado que apenas se vendían ya máquinas de vapor y aún así se tardó unos 15 años en que dominaran el segmento del transporte de mercancías y 25 años en conseguir un reemplazamiento del 90%.

 

Hecho: Bajo condiciones muy ventajosas la transición energética del petróleo a otras fuentes tardaría décadas en producirse para impactar de forma significativa en el consumo de petróleo. Las actuales condiciones no son ventajosas para la sustitución.

 

Por supuesto la sustitución puede ser obligatoria si el suministro de petróleo sufre una reducción drástica. Bajo tales condiciones haría falta una masiva inversión de capital y recursos para reemplazar o adaptar la maquinaria existente y las infraestructuras que funcionan con petróleo en un corto espacio de tiempo. Dicha inversión habría de realizarse en un momento en el que debido a la reducción del suministro de petróleo la situación sería de gravísima crisis energética y económica, lo que haría muy improbable que los recursos y el capital necesarios para dicha sustitución pudieran ser reunidos y desplegados con éxito.

 

Los coches eléctricos

 

Cualquier transición que pretenda reducir significativamente el consumo de petróleo deberá por fuerza tener efecto en las áreas de mayor consumo. Como hemos visto, el 72% del petróleo se usa en el transporte. El transporte terrestre consume el 85% del petróleo, con el aéreo (8%) y marítimo (7%) repartiéndose el resto. Dentro del transporte terrestre, el 70% de los vehículos son coches y el 30% camiones y autobuses.

 

Por lo tanto en torno al 43% del petróleo es quemado por los coches. Por eso buena parte del esfuerzo para sustituir el petróleo se está dirigiendo a sustituir la propulsión de los coches. ¿Qué tal lo estamos haciendo?

 

No voy a entrar mucho en los biocombustibles. Creo que todo el que se ha interesado algo por el tema ya sabe del fiasco que han supuesto. No solo compiten por la tierra cultivable, reduciendo la disponibilidad de comida, sino que en la mayor parte de los casos el retorno energético es ridículo, cuando no directamente negativo, como en el caso del etanol de maíz, que requiere el gasto de 1,29 litros de combustible por cada litro de etanol producido (Pimentel and Patzek, 2005). Actualmente la industria del biocombustible solo es rentable en su mayor parte bajo un régimen de subvenciones, y en el mejor de los casos produce una pequeña parte del combustible que se usa a cambio de reducir sensiblemente la producción de alimentos. Se calcula que todo el suelo cultivable de USA produciría tan solo un tercio del combustible que actualmente utiliza. Una proposición perdedora. Tan solo Brasil, con abundante suelo y excedentes alimentarios y con un régimen tropical de lluvias que permite crecer la caña de azúcar sin irrigación, ha conseguido hacer rentable el etanol y mezclarlo en un 25% con la gasolina, aunque los retornos energéticos siguen siendo bajos y el impacto medioambiental (tala de bosques, quema de restos, competencia con comida) inasumible. Fuente: The ecological and social tragedy of crop-based biofuel production in the Americas.

 

Los coches eléctricos de batería son un invento muy antiguo, los primeros modelos de uso práctico se comercializaron en la década de 1880. Hacia 1900 eran muy populares, con una cuota de mercado del 38% en USA, pero los avances de la combustión interna hicieron que se dejaran de fabricar para 1920. Durante las siguientes 9 décadas se han seguido desarrollando los coches eléctricos, produciendo de vez en cuando algún modelo comercial, con un resultado mínimo. La situación ha cambiado en los últimos 6 años y tras cien años de ausencia, los coches eléctricos de batería han vuelto a circular por las calles.

 

 

El principal problema de los coches eléctricos es la batería. Tras 200 años de investigación en baterías, el progreso no ha sido precisamente espectacular. Es un ejemplo de que los tecno-optimistas se equivocan y algunos problemas sencillamente no se pueden resolver por mucha presión y recursos que haya para ello. La electroquímica de las baterías es muy compleja y las opciones que ofrece la tabla periódica, limitadas. El petróleo tiene entre 25 y 100 veces más densidad energética que las mejores baterías de litio. Esa es la razón de que las baterías pesen tanto, y los coches eléctricos ofrezcan poca aceleración y tengan una autonomía tan pequeña. A lo que hay que añadir que las baterías son muy caras, que tienen una vida media limitada antes de que su capacidad se degrade apreciablemente y que no hay una infraestructura adecuada de carga. Debido a todo ello el porcentaje de coches eléctricos vendidos en 2013 fue de tan solo el 0,28% (242 mil de 84,7 millones). Tras 5 años desde su introducción comercial, los coches eléctricos han capturado un 0,04% del mercado mundial. Aún suponiendo tasas de crecimiento muy altas, que pueden no materializarse como los datos de 2014 sugieren, pasarían décadas antes de que los coches eléctricos supongan un porcentaje suficiente como para reducir significativamente el consumo de petróleo. Adicionalmente la capacidad eléctrica global tiene que aumentarse significativamente para proporcionar suficiente energía para los coches y solventarse los problemas de limitación de tierras raras y litio que podrían hacer inviable la sustitución. Fuentes: World Nuclear Association; Global EV Outlook 2013

 

De la electrificación del transporte pesado por carretera, maquinaria pesada, transporte marítimo y transporte aéreo, que consumen el 30% del petróleo mundial ni se habla. Sencillamente no es posible.

 

Es mucho más probable que la reducción en el consumo de petróleo impuesta por una disminución en su disponibilidad se lleve a cabo mediante una reducción en el número de vehículos. Bajo este escenario muchísima menos gente podría permitirse mantener un coche de combustión interna o comprarse y pagar las facturas de electricidad de un coche eléctrico. Las consecuencias que para sectores enteros de la economía de producción y servicios del automóvil tendría esta reducción son obvias. A ello habría que añadir las consecuencias para todo el resto de la economía de la reducción correspondiente de la movilidad de las personas.

 

Hecho: La transición energética del principal uso del petróleo en el transporte es muy problemática y es altamente improbable que se lleve a cabo de forma significativa en las próximas décadas.

 

Las renovables

 

La electricidad proveniente de renovables no resuelve en absoluto nuestra necesidad de petróleo, dado que solo una pequeña parte del petróleo se usa para generar electricidad, y además corresponde en general a derivados pesados del refino que se queman porque no encuentran otro uso. Liberarlos de esa tarea no haría que tuviésemos más gasolina, diesel o keroseno. Las renovables son una respuesta tardía a otro problema, la dependencia energética de los otros combustibles fósiles y el aumento de las emisiones de CO2 que conllevan. Analizadas exclusivamente desde el punto de vista del pico del petróleo las renovables son de hecho contraproducentes para la disponibilidad de petróleo. Para construirlas e instalarlas se necesitan grandes cantidades de acero, aluminio, cemento, hormigón, plásticos, metales y tierras raras, la extracción, producción y transporte de todo lo cual requiere un intenso uso de combustibles fósiles, incluido petróleo. Cuando se calculan las tasas de retorno energético (ERoEI), resulta evidente que la mayor parte de lo que se gasta es previo a que comience la producción energética. La construcción de parques eólicos y fotovoltaicos en cantidad suficiente para reducir de forma significativa el consumo de combustibles fósiles ha de ir aparejada a la construcción de infraestructura de almacenamiento y suplencia para resolver el problema de su intermitencia (el viento y el sol no siempre están ahí). Es una tarea monumental, con problemas insospechados a lo largo del proceso que puede durar décadas, y que supone pagar la factura en petróleo por adelantado, sin que el retorno energético devuelva una sola gota de petróleo. Hasta el momento todas las nuevas renovables (eólica, fotovoltáica, maremotriz, etc) que se han instalado no han disminuído en nada nuestro consumo de combustibles fósiles y esencialmente han compensado la caída en la utilización de la energía nuclear. Esto va a seguir siendo así durante al menos una década mientras los países de la OCDE siguen reduciendo su producción de energía nuclear.

 

Hecho: La transición energética a las renovables, incluso aunque fuera posible, no resuelve en nada el problema de la disminución de petróleo.

 

Conclusión: La transición energética esencialmente no ha comenzado. No va a haber transición energética en décadas. Los progresos que se hagan hacia la transición energética van a tener un impacto mínimo sobre el consumo de petróleo.

 

Resulta descorazonador que sabiendo desde hace cuatro décadas que el petróleo primero, y luego el resto de los combustibles fósiles van a acabarse en el siglo XXI, a día de hoy continúe creciendo nuestro uso y nuestra dependencia de dichos combustibles, sin que la transición energética sea otra cosa que palabrería para tranquilizar a la gente. A nivel mundial nuestro progreso en 40 años ha sido de cero. Descartando un impulso suicida colectivo hay que concluir que el problema nos viene grande y no somos capaces de resolverlo. El pronóstico es que cuando llegue la escasez de combustibles fósiles sufriremos una crisis energética devastadora y definitiva.

  1. en respuesta a Knownuthing
    #20
    24/11/14 22:47

    Si una batería aluminio-aire proporciona una energía de 8KW/kgr y 1 Kg de gasolina 13 KWatts, y sabiendo que el rendimiento motor eléctrico es del 95% y la del motor térmico del 25%, todavía no me explico cómo es que los coches van con gasolina o, si se me apura, cómo es que los aviones no van con baterías aluminio-aire.

    Lo paradójico es que el Sol proporciona cada día al planeta energía casi infinita, a coste cero, que no se aprovecha.
    ´
    Y por qué?. Porque el mundo del petróleo mueve al día 9.000.000.000 US$ (90.000.000 barrels/day x 100 US$/barrel) en ventas de crudo. Al año estamos hablando de 3.285.000.000.000.000 de US$. y contra eso no hay quien pueda.

    las empresas están para ganar dinero y los Estados para ganar dinero vía impuestos a los a actividad económica y el particular esta para pagar a los unos y a los otros.

    la verdad es que va a dar igual si en le futuro los coches van a ir con electricidad, con hidógeno o con lo que sea: nadie nos librará de seguir pagando impuestos para costear al Estado. Que lo sepamos. .

  2. en respuesta a echtelionn
    #19
    24/11/14 21:33

    Lo segundo, echtelion,

    No sabemos lo que habrá dentro de 50 años, pero no tendrá mucho que ver con lo que hay ahora. No creo que imaginarlo nos ayude en nada. Se avecinan grandes cambios en los próximos años. Solo piensa en lo distinto que es el mundo de 2014 comparado con el de 2004. Pues los cambios se van a acelerar.

    Un saludo

  3. en respuesta a Javier 13
    #18
    24/11/14 21:23

    Javier 13,

    Bueno, piensa que solo el tanque de hidrógeno vale unos 2000€, una pieza que en un coche de gasolina cuesta menos de 100€. Luego están las celdas de combustible que llevan platino, y que ahora mismo son prohibitivas, pero que en unos años serán solo muy caras. Después el hidrógeno cuesta cuatro veces más de lo que cuesta la gasolina ahora, y por último, dadas las pérdidas, si lo dejas aparcado 2 semanas con el depósito lleno, se te evapora la mitad de ese carísimo combustible. Teniendo en cuenta que tras 20 años más de crisis casi nadie va a tener trabajo, está claro que solo los ricos lo van a poder tener. Lo siento si te hacía ilusión ;-p

    Un saludo

  4. en respuesta a Javier 13
    #17
    24/11/14 21:22

    El precio venta al público del Toyota Mirai serán unos 57000$ - 46000€ en EUA para finales de 2015.

    Para ser el primero no está mal. (No me lo puedo permitir de todas formas.)

    http://www.toyota.com/fuelcell/fcv.html

    Un saludo.

  5. en respuesta a Knownuthing
    #16
    24/11/14 20:59

    Entiendo que lo que quieres decir es que no hay reservas suficientes de petróleo para mantener un precio entre 100 - 150 $/barril, para abastecer el consumo mundial y continuar con su uso como hasta ahora, es decir petróleo barato.

    ¿O es que piensas que la sociedad actual tal y como la conocemos se va a acabar antes de esos 50 años?

    Un saludo.

  6. en respuesta a Knownuthing
    #15
    24/11/14 20:43

    piensa que no hay que ser tan drástico, ya hay un golf totalmente eléctrico por 35000€ a lo mejor dentro de 20 años por ese precio tenemos uno de hidrogeno.

  7. en respuesta a echtelionn
    #14
    24/11/14 20:34

    No sé si hay o no soluciones para no depender del petróleo dentro de 50 años, lo que sí sé es que no tenemos 50 años.

    Un saludo

  8. en respuesta a Knownuthing
    #13
    24/11/14 20:10

    Tengo clara varias cosas, para cambiar algo hay que tener voluntad de querer hacer hacerlo, y es difícil cuando hay una situación de poder o dinero de por medio.

    Esa es también la razón de porque los cambios no se producen de la noche a la mañana, el ejemplo se ha visto aquí en España al caer el sector de la construcción abruptamente, se pierden innumerables puestos de trabajo que no se recuperan porque los empleados no tienen cualificación suficiente para ser recolocados en otros sectores, reeducar lleva tiempo.

    Todos aquellos que se dedican a la extracción del petróleo y su transformación, no se les puede recolocar de la noche a la mañana en empresas que se dediquen a la transformación del hidrógeno, o a mantener centrales de fusión o fisión nuclear, fabricar baterías, investigar,etc...

    Desde la llegada de los semiconductores en los años 60, la velocidad del conocimiento y el desarrollo de nuevas tecnologías se está acelerando, la eficiencia de los motores de combustión interna se ha incrementado, etc. Las computadoras hacen que los experimentos y tests reduzcan el marco temporal de años a meses y que haya tecnología que sería impensable antes de su llegada.

    Los cambios repentinos son contraproducentes, la historia tiene ejemplos a doquier que se pueden contrastar con datos que así lo indican, pero nuestra falta de paciencia nos hace no querer entenderlo.

    Soluciones para no depender del petróleo de aquí a 50 años las hay, pero hay que decidirse a investigar y poner los recursos de los que disponemos desde hoy mismo, si no pasará lo que le pasa a alguien que estudia para un examen de matemáticas la última noche antes del mismo, que o es Ramanujan o tiene suerte y las preguntas que entran son las que conocía.

    Un saludo.

  9. en respuesta a Javier 13
    #12
    24/11/14 19:30

    En ese caso estoy de acuerdo, Javier 13,

    Por supuesto que puede haber coches de hidrógeno. Había coches eléctricos en 1910. Eran poco eficientes y muy caros, solo los ricos se los podían permitir, pero ahí estuvieron durante casi tres décadas. Los coches de hidrógeno tienen un problema económico muy serio, pero si el petróleo se pone a $1000/b, el problema se ve de otra manera, y es posible que los ricos los tengan.

    Como vector energético, los electrones (electricidad) son mucho más eficientes que el hidrógeno.

    Un saludo

  10. en respuesta a Knownuthing
    #11
    24/11/14 18:51

    No una solución, como nos dijeron en Dinamarca, a lo mejor si desapareciera todo el petróleo, la solución podría ser todas las soluciones juntas, el coche existe, lo he visto físicamente, lo malo que no es acto para gente irresponsable por su peligrosidad en el manejo del gas.

    Tal ves para vehículos pesados este aún verde, pero para utilitarios va sobrado mientas hagas menos de 300km, que somos mucho, air liquide tiene un prototipo en fase experimetal muy avanzado, también aún es muy costoso, seguramente la competencia también tenga alguno.

    No digo que sea la solución, pues eso tardara pero este es un paso bastante serio, mas que los coches eléctricos, yo soy electrónico y se que la electricidad crearla no es muy difícil, una simple dinamo lo hace, o complicado es almacenarla sin que se pierda y sin que sea peligrosa, puesto que una batería de un camión es mas peligrosa que la red eléctrica y mucha gente no se lo cree.

  11. en respuesta a Fleischman
    #10
    24/11/14 18:06

    La energía-ficción falla tanto como la ciencia-ficción, Fleischman. La gente conducirá coches de hidrógeno cuando tengamos colonias mineras de hidrógeno en Titán.

    No conocía a Carlos de Castro, gracias por el link. Pero ni es casualidad ni te has perdido nada. Este blog sigue un programa de primero definir el problema antes de analizar lo que está sucediendo y pasar por último a los posibles escenarios. Pero la situación en que nos encontramos hace mucho más fácil para mucha gente el empezar a ver por sí mismos lo que está ocurriendo y la gravedad que tiene. Ahora contamos con pruebas. Veo que Carlos de Castro estudia dinámica de sistemas y economía. Son las claves. No es casualidad que Ugo Bardi sea también experto en dinámica de sistemas. Tampoco lo fue que Donnella Meadows y el resto del equipo que redactó el informe del Club de Roma de 1972 "Los limites del Crecimiento" fueran discípulos del creador de la dinámica de sistemas Jay Forrester en el MIT. La mayor parte de la gente solo es capaz de pensar de forma lineal en términos de causas y consecuencias y naufraga cuando un problema requiere el abordaje simultáneo de múltiples variables. Solo la gente capaz de pensar de forma no-lineal o que use dinámica de sistemas para ello puede abarcar ese tipo de problemas y llegar a conclusiones válidas. Y una vez que llegas al punto en el que estamos, se requieren ciertos conocimientos de como funciona la economía para entender como puede responder a la situación, lo cual es un factor crucial que casi nadie de los que discuten energía está teniendo en cuenta.

    Un saludo

  12. en respuesta a echtelionn
    #9
    24/11/14 17:39

    No es solo que no tengan otro modo de obtener pan, echtelion, es que son los que más están incrementando el consumo de petróleo del mundo, tanto en porcentaje, como per capita.

    Un saludo

  13. en respuesta a Solrac
    #8
    24/11/14 17:21

    Muchas gracias y lo mismo digo Solrac, es un placer y un lujo contar contigo.

    Bueno, es una respuesta que es otro artículo, jaja. Hay más acuerdos que desacuerdos, sobre todo porque los datos son los que son.

    Obviamente yo considero que la crisis energética es un problema global, que requiere una respuesta global. Existen muchos lugares en la Tierra donde no se depende en absoluto de la energía fósil y por lo tanto es evidente que es posible no depender de ella, pero eso es irrelevante porque la cuestión es si cuando la disminución del petróleo nos estrangule económicamente, el mundo habrá sido capaz de haber hecho la transición a otra fuente de energía, y la respuesta es no. Dado que vivimos en un mundo globalizado, el que un 8% de la población mundial no dependa ya del petróleo para obtener su energía para el transporte, les va a servir de algo, pero no les protegerá de los devastadores efectos del hundimiento de la globalización, económica y alimenticia. Vamos todos en un solo barco.

    Con respecto a las renovables, yo estoy muy lejos de ser anti-renovables, pero el hecho indiscutible es que ni nos ayudan ni nos van a ayudar a economizar petróleo y a partir de ahí podemos discutir su utilidad para otras cosas, pero son accesorias, porque sin petróleo el escenario se nos viene abajo igualmente. De ahí que Claudio y yo seamos realistas. Necesitamos algo que mantenga los aviones en vuelo, los barcos navegando y los camiones circulando cuando la disponibilidad del petróleo se reduzca un 2%, un 4%, un 8% o incluso un 10% anual (¡cada año!), y no lo tenemos ni lo vamos a tener a tiempo, así que cuando eso pase las renovables nos van a servir de poco.

    El caso alemán es ilustrativo. Su progreso en instalación de renovables es innegable, su progreso en reducción de su dependencia del petróleo es nulo. Más aún, están encontrando unos problemas no anticipados my serios con la gestión de su red eléctrica, porque una vez que las renovables superan un cierto porcentaje, sus problemas de intermitencia y la dificultad de almacenar energía eléctrica hacen que haya que detener los aerogeneradores, o pagar a las centrales térmicas por no producir, o construir centrales que se espera que solo funcionen un 10% del tiempo lo que las hace inviables económicamente, etc. Sin olvidar el pequeño y sucio secreto de Alemania, que su mix energético se mantiene asequible gracias a quemar grandísimas cantidades de carbón de lignito, uno de los más contaminantes.

    ¿Alguna de tus soluciones incluye una sustitución de digamos un 30% del petróleo en 15-20 años? Si es así me gustaría verla, porque en caso contrario me temo que no nos solucionan.

    (1) En cuanto a la ineficiencia de la energía, estoy de acuerdo, pero es como las pérdidas de agua en las redes de distribución, que son de en torno a un 15-20%. Reducirlas requiere una muy fuerte inversión y tiempo. Hasta que no se pongan los recursos, el tiempo que se tardará en hacer es infinito.
    ¿Sería posible mantener el sistema funcionando con sólo la mitad de petróleo? Ni de coña. El mercado libre de exportaciones dejaría de existir, con lo que muchos países tendrían cero petróleo.

    (2) Puede, pero yo no voy a utilizar un sistema distinto de medir el uso de la energía que el estándar, para que el resultado diga otra cosa. En cualquier caso, insisto, el problema es el petróleo.

    (3) Yo me limito fundamentalmente a los hechos actuales de los coches eléctricos. Penetración del mercado 0.04%, tasa de adopción 0.28%. Ahora me puedes explicar que van a ser magníficos y que se van a vender como rosquillas. ¿De cuántas décadas estamos hablando para tener un impacto en el consumo mundial de petróleo? Con una tasa de adopción del 100% tardaríamos de 2 a 3 décadas en ver reducciones significativas, y una tasa de adopción del 100% es imposible de asumir por los fabricantes, que solo pueden fabricar unos pocos. Insisto, ahora es un 0.28%.

    (4) Los biocombustibles, salvo en los trópicos tienen tasa de retorno energético negativa. Su impacto actual se basa en que constituyen menos del 3% del combustible mundial. Si tratamos de subir de ahí nos quedamos sin comer. El futuro de la humanidad está en dejar de usar el petróleo y empezar a usar las piernas.

    En cuanto a la fotovoltaica, yo prefiero discutir del presente con datos que del futuro sin ellos. La experiencia española con la energía fotovoltaica ha sido uno de los primeros experimentos a gran escala de los costes energéticos reales asociados. Hay un libro con los datos: Spain’s Photovoltaic Revolution. The Energy Return on Investment”, by Pedro Prieto and Charles A.S. Hall. 2013. El resultado es de echarse a llorar, su ERoEI es de 2.45. Obviamente poner unos paneles en el tejado no puede ser tan malo, pero obvias la energía, en parte del petróleo, necesaria para extraer, concentrar, fundir y fabricar los elementos que componen el panel y todos los accesorios, incluyendo el conversor AC/DC, su montaje y transporte desde el lugar de fabricación (China, creo) y su lugar de montaje. De todo el petróleo que se gaste, no va a devolver ni una sola gota en toda su vida útil, porque solo produce electricidad.

    Por supuesto, no todos los países son Islandia. Pero creo que el camino correcto no es pensar en que nos limita en el presente, sino que nos limita, física y económicamente, en el futuro cercano.
    Y a eso vamos, porque en el futuro inmediato lo que nos va a limitar es la falta de petróleo y de capacidad económica, que va a hacer que ninguna de las soluciones de energía-ficción lleguen a materializarse.

    Un saludo

  14. en respuesta a Knownuthing
    #7
    24/11/14 14:57

    Justo ayer leía un monográfico viejo sobre energía publicado por El Mundo allá por 2005. Parece ser que la Comisión Europea preveía que para 2020 hubiera 5 millones de coches de hidrógeno circulando por nuestras carreteras. No sé vosotros, pero yo todavía no los veo... :P

    Por cierto, el último post de Carlos de Castro va también sobre esto:

    http://www.eis.uva.es/energiasostenible/?p=2584&utm_source=rss&utm_medium=rss&utm_campaign=encrucijada-energetica-y-colapso-de-civilizacion

    ¿Es casualidad o me he perdido algo este fin de semana? :)

  15. #6
    24/11/14 12:05

    La mente humana es muy cómoda, ahí esta el dicho "si algo funciona, ¿para que cambiarlo?" al que añado y si da dinero pues menos ganas.

    Cuando del petróleo viven económicamente países enteros, es decir millones de personas y no tienen otro medio de obtener "pan" pues es difícil hacer cualquier tipo de transición y si además sumas que la tecnología en dichos países que dependen de él es casi igual a 0, pues cada vez peor.

    Quitando el tema de la generación de electricidad, en el cual el petróleo y los combustibles fósiles se están convirtiendo en anecdótico en aquellos países con la tecnología adecuada para ello, el principal problema es el transporte de mercancias o personas a nivel mundial.

    Para mí la solución es la organización y la planificación de los sistemas de transporte urbanos e interurbanos de mercancías en relación a como se distribuye la población, eso es algo que ha faltado siempre en el mundo moderno y para mi es uno de los motivos por el cual hemos llegado a esta situación.

    Otros motivos son los intereses que hay en que esto siga así, y el ejemplo lo hemos podido ver en canarias, el Estado, a través de las Fuerzas Armadas defendiendo los derechos de una EMPRESA PRIVADA en aguas Españolas, ¿por qué tiene que ser el Estado y no la empresa privada la que se defienda de "posibles ataques" en AGUAS ESPAÑOLAS? Podría entender que defendiesen los intereses de España en aguas internacionales, pero ¿en nuestro propio país?

    Interesante artículo como siempre.

    Un saludo.

  16. #5
    24/11/14 11:22

    Muy buen artículo Knownuthing, te felicito tanto por como lo has ordenado como por como lo has documentado. Dicho lo cual, me permito hacer algunas indicaciones por mi parte. Por supuesto, hay cosas en las que no pienso igual, pero en los esencial estoy de acuerdo. Eso sí, cuando hablas de las renovables mi mente se altera, no porque quiera defenderlas, sino porque creo que las estás infravalorando.

    Bajo mi punto de vista la frase clave de tu artículo, "La transición energética esencialmente no ha comenzado", es sólo parcialmente cierta. Se le debe añadir una apostilla para completarla. En mi humilde opinión, la frase debería ser:

    "La transición energética MUNDIAL esencialmente no ha comenzado"

    Y eso es lo que reflejan los gráficos con los que ilustras el artículo.

    Y es que hay países donde esa transición hacia un sistema energético que no dependa de combustibles fósiles ya ha comenzado. Se da en países donde se conjuga conciencia del ahorro y medioambiental, apoyo a la i+d y apoyo político y de la sociedad a favor del cambio, el cual creen que es posible, y no me cabe duda de que así lo demostrarán porque cumplen con los hitos intermedios. En algunos países ya partían con ventaja, como Islandia, que tiene un 78% de energía primaria renovable y un 100% en el sistema eléctrico, pero otros dependedían del carbono en un 95% no hace mucho y decidieron cambiar el chip en plena constatación de su particular peak-oil, como Dinamarca. A otros países más grandes, como Alemania, les costará algo más de tiempo, pero van en la senda. Y cuando digo que van en la senda no debemos limitarnos a mirar el pasado de las renovables (solar y eólica para generación de electricidad sobre todo), sino donde están invirtiendo en i+d. Los estudios y programas alemanes en la materia son sencillamente impresionantes, tienen intención de cambiar la matriz energética de raíz. En mi opinión, lo conseguirán, y por supuesto antes que muchos otros países. La ambición es clara: No depender de combustibles fósiles en la fecha de 2050.

    ¿Es posible o no lo es? Esa es la gran pregunta. Tanto tú como Claudio Vargas opináis que no es posible. Yo opino que sí lo es, pero con la matización de que muchos países y regiones globales NO lo conseguirán porque no se da la feliz combinación que he explicado más arriba. No se conseguirá en la India, tampoco en África y muy dudosamente en China. Pero poder se puede.

    Demostrar esta última afirmación exigiría una tesis doctoral donde se hable de termodinámica, potenciales energéticos, disponibilidad de recursos y otras zarandajas, podríamos discutir durante años. En lugar de eso me voy a limitar simplemente a ayudarte a reconsiderar algunos aspectos que creo que das por sentado. Me gustaría invitarte a dudar de ciertas afirmaciones que haces para ver que tal te encaja:

    (1) Lo primero que hemos de ver es que te has basado en gráficas y datos que consideran la energía primaria empleada, no la energía final. Y has hecho lo correcto, en tanto en cuanto es la energía primaria la que realmente se necesita para tener la economía funcionando. Luego, a través de unos sistemas de transformación energética, toda esta energía primaria se convierte en energía final con un cierto rendimiento global.
    Lo primero que hay que comprobar es que ese rendimiento global es, en la actualidad, condenadamente bajo. Depende del tipo de economía, país y matriz energética, pero he llegado a leer estudios que consideran que no aprovechamos ni el 5% de la energía que demandamos. Eso significaría que con la tecnología actual podríamos necesitar sólo el 5% de toda esa energía que consume el mundo.

    El sistema energético mundial está muy lejos de ser optimizado. Y aquí no hablamos solo de ahorrar o ser eficientes en el uso de la energía. Debemos pararnos a pensar que por cada unidad de gas que sale del puerto metanero sólo llega a nuestro enchufe una quinta parte. Es absurdo que ocurra esto cuando somos capaces de producir esa misma energía en casa. No hablemos ya del rendimiento global de un vehículo con motor térmico, de milagro llegaría al 20% y siempre teniendo en cuenta que quizás no necesitamos siempre movernos en vehículos de 1.500 kg, ojo. Así hay ejemplos a porrillo que delatan lo extremadamente ineficiente de nuestro sistema energético.

    ¿Sería posible mantener el sistema funcionando con sólo la mitad de energía? Sí, sin duda. ¿Qué hay que hacer para que, efectivamente, se impulse el cambio global que acertadamente dices que no ha comenzado? No lo sé, pero desde luego tenemos tanto el potencial físico como el tecnológico (y ya desde hace unos años el económico) a favor.

    (2)Al hablar en todo momento de energía primaria estamos tratando a las fuentes renovables productoras de electricidad en inferioridad de condiciones. Si tomáramos un criterio distinto al que establece la IEA la gráfica te daría otra lectura. Me explico: La energía primaria de una central de carbón que produce 1 GWh de electricidad es 3 GWh. Y es que su rendimiento es del 33%. De acuerdo, aceptamos pulpo. Con las centrales de gas y petróleo pasa algo parecido. Pero cuando nos vamos a una central hidroeléctrica que produce 1 GWh, el criterio de la IEA es que la energía primaria producida es también 1 GWh. ¿Por qué? Porque el rendimiento de una central hidroeléctrica es muy cercano al 100% (en la práctica, superior al 90%).

    ¿Es esto justo? Resulta que en vez de guiarnos por el criterio de sustitución, es decir, considerar que una central hidroeléctrica aporta 3 GWh porque desplazaría a una central de carbón que consumiría 3 GWh, le "concedemos" sólo 1 GWh. Existe un gran debate en torno a la contabilización de la energía primaria por parte de las fuentes renovables que aproevchan el trabajo para crear trabajo (electricidad). Yo soy de la opinión que, en la segunda gráfica, la aportación hidroeléctrica en concepto de energía primaria debería considerarse tres veces nayor, así como la aportación de la eólica, fotovoltaica y cualquier otra fuente renovable que no se base en un ciclo termodinámico para producir electricidad. Si lo representáramos así, insisto, tomando como criterio el de sustitución de fuentes energéticas, la contribución de la hidroeléctrica a la matriz mundial sería no del 7%, sino del 21% (muy cerca de la contribución del gas) y la de las renovables no sería del 4%, sino del 10%.
    La contribución de la nuclear, al basarse en un ciclo termodinámico, quedaría igual.

    (3) Dices que el coche eléctrico no triunfará porque "La electroquímica de las baterías es muy compleja y las opciones que ofrece la tabla periódica, limitadas. El petróleo tiene entre 25 y 100 veces más densidad energética que las mejores baterías de litio. Esa es la razón de que las baterías pesen tanto, y los coches eléctricos ofrezcan poca aceleración y tengan una autonomía tan pequeña. A lo que hay que añadir que las baterías son muy caras, que tienen una vida media limitada antes de que su capacidad se degrade apreciablemente y que no hay una infraestructura adecuada de carga."

    Aquí creo que necesitas de cierta actualización, quizás no conoces los últimos adelantos de la marca Tesla, de la que soy un gran fan.

    La EPA estableció que la autonomía del Modelo Tesla S, en plena fase comercial y más barato que muchos de sus competidores como el Porsche Panamera, equipado con una batería de 85 kWh es de 426 km (265 millas), convirtiéndose así en el automóvil eléctrico con la mayor autonomía disponible en el mercado. Este es el denominado modelo P85 D, que acelera de 0 a 100 km/h en 3.4 segundos, ¡ojo! ¡No hay motor térmico que iguale este reprís!

    El modelo base del Tesla S, con algo menos de capacidad de almacenamiento (60 kWh) tiene una autonomía de 370 km y una aceleración de 0 a 100 km/h de 6.2 segundos. En cuanto a las redes de recarga, es un problema legal o administrativo, no técnico. Elon Musk ya ha hecho algunos viajes de fin de semana entra California y Nueva York o Chicago para demostrar que es posible cruzar Estados Unidos de costa a costa con la red de cargadores rápidos de Tesla, parando a repostar el tiempo equivalente a un coche térmico.

    Las últimas patentes registradas por Tesla, patentes que ha abierto a uso libre para impulsar el motor eléctrico, hablan de 650 km de autonomía.

    ¿Es el Tesla S, un coche de 2.000 kg, 5+2 plazas y numerosas baterías de litio el futuro de la humanidad? Obviamente no, pero ha roto marcas que mucha gente creía imbatibles. Hay que vigilar bien de cerca las posibilidades no sólo de los coches puramente eléctrico, sino también de los basados en hidrógeno, por ejemplo.

    (4) Hay varias frases con las que no puedo estar de acuerdo, por ejemplo con el efecto de los biocombustibles sobre la producción agraria. Ya hace tiempo que la FAO zanjó esa cuestión y la AIE ayudó a determinar que su impacto actual en el precio de los alimentos no debería ser superior al 2%. Tampoco me parece que esté probado que el futuro de la humanidad sea necesariamente cambiar un combustible de una cierta densidad energética por otro de mayor densidad aún, como dices. Ten en cuenta que el manejo del sistema energético mundial lo han realizado desde el uso intensivo del carbón megacorporaciones que buscan siempre la optimización de beneficios, no de usos para la sociedad. Las renovables le están desbaratando por completo el panorama porque, por primera vez en la historia, se ha hecho viable que fuentes de energía menos densas puedan competir con las más densas. De hecho la tendencia que se persigue es distribuir la producción cerca de los puntos de consumo pues, si bien se disminuye la densidad energética, también se consigue disminuir enormemente las pérdidas por el camino cuando produces tu energía a escasos metros de donde la consumes.
    Sin embargo, pasaré de soslayo por ese punto y otros que me han llamado la atención para ir a mi ámbito: las renovables.

    Dices "para construirlas e instalarlas se necesitan grandes cantidades de acero, aluminio, cemento, hormigón, plásticos, metales y tierras raras, la extracción, producción y transporte de todo lo cual requiere un intenso uso de combustibles fósiles, incluido petróleo. Cuando se calculan las tasas de retorno energético (ERoEI), resulta evidente que la mayor parte de lo que se gasta es previo a que comience la producción energética."

    Bueno Knownuthing, cuando piensas en energía solar te acuerdas de grandes torres que concentran los rayos de sol, como las centrales solares de Abengoa, o grandes huertos solares en los campos de España, de infausto recuerdo. Pero eso no es el futuro. Es más, ni siquiera es el presente ya. Otra cosa muy distinta es que las corporaciones persigan construir megaplantas en el desierto chileno para así maximizar el beneficio económico, ojo.

    Para construir una central fotovoltaica en el tejado de tu casa no necesitas más que silicio, un tipo de resina plástica, algunos kilos de aluminio para estructuras y marcos y cientos de gramos de cobre. Y el aluminio es fácilmente sustituible por plástico u otros materiales. Y ya hay plásticos que no provienen del petróleo y duran 30 años. En cuanto a materiales no hay problema alguno. ¿Y en cuanto a la matriz energética? ¿No depende la construcción de un panel solar de los combustibles fósiles? Y yo respondo, ¿en qué país?

    Si la fábrica estuviera en España, donde la electricidad proviene más o menos en un 40% de gas y carbón, claro, depende en un 40% de esos combustibles. Y el transporte de los materiales dependería en un 95% del petróleo. Pero la misma fábrica en Brasil se encontraría con una electricidad renovable al 93%. Y en Islandia al 100%.

    Por supuesto, no todos los países son Islandia. Pero creo que el camino correcto no es pensar en que nos limita en el presente, sino que nos limita, física y económicamente, en el futuro cercano.

    Ya tengo dos estudios serios en mi poder que analizan la vabilidad técnica y económica de un sistema eléctrico 100% renovable en España para 2030. Son consistentes. Entonces, las fábricas de paneles solares que aún siguieran vivas producirían productos con electricidad 100% renovable, ojo. Como en Islandia.

    Lo que quiero tratar de decir, y lo voy dejando ya para que haya más espacio para la discusión a la que espero se incorpore Claudio Vargas sin falta, es que puede que nos estemos dejando llevar por el sesgo del pasado y el presente para poner barreras imposibles de superar, totalmente ficticias, en el futuro. Es necesario un análisis cuidadoso desde el punto de vista termodinámico y económico para saber donde está el límite del cambio energético y si es posible. Yo he echado mis núemeros y 20 años pensando y creo que sí, que es posible y hasta rentable y estoy totalmente convencido del 100% renovables para cuando yo me jubile, no porque me gusten las renovables, sino porque lo he analizado cuidadosamente y llegado a esa conclusión. Pero desgraciadamente te tengo que dar la razón desde el principio en tus conclusiones. A pesar de que en algunas zonas del mundo se está demostrando que es posible, la transición energética mundial sencillamente NO se está produciendo. Eso sí, por razones, creo, completamente ajenas a los límites físicos y económicos. Quizás tienen más que ver el egoismo humano, el miedo al cambio y la ignorancia colectiva, no lo sé.

    Quisiera aproevchar para decirte que parece un auténtico lujo contar contigo y con tus análisis en Rankia para discutir sobre este tema apasionante. Espero poder aprender mucho de tí.

    ¡Un saludo!

  17. en respuesta a 1755
    #4
    24/11/14 10:55

    Gracias 1755, pero el artículo son datos y hechos con su lógica conclusión. Salvo que los datos o hechos estén mal y se demuestre, no se puede estar en desacuerdo con datos y hechos siendo racional.

    Un saludo

  18. en respuesta a Javier 13
    #3
    24/11/14 10:50

    Hola Javier 13,

    Quizá tenga que hacer un artículo monográfico respecto al hidrógeno, puesto que parece que mucha gente se ha tragado el mito de que el hidrógeno es una solución a nuestros problemas energéticos. Los artículos que lo defienden, nunca mencionan el balance energético, el coste económico o los problemas de infraestructura y recursos que lo hacen inviable para nada que no sean aplicaciones nicho como cohetes y submarinos. Y si lo mencionan es sin entrar en detalles y para decir que con un poco de progreso se solucionarán.

    De momento para los que crean en el hidrógeno como futuro energético de nuestra sociedad, pueden ir leyendo artículos clarificadores sobre sus posibilidades como el de Antonio Turiel en castellano, y en inglés los de Ulf Bossel y Robert Zubrin.

    Un saludo

  19. #2
    23/11/14 23:21

    Excelente trabajo Know; se puede estar de acuerdo o en desacuerdo, pero en cualquier caso abre las entenderas. Salud.

  20. #1
    23/11/14 23:03

    Una manera de reducir e incluso se puede llegar a eliminar el combustible de todos los tipo de transporte terrestre incluido los mas pesado de quitarlo de los vehículos de motor, esta forma es la de con hidrogeno 300 bares una puedes llegar a tener una autonomía hasta 700km aparte de poder repostar en sitios como gasolineras ( acondicionadas ), lo que pasa que aquí en España me da pena decirlo pero aquí con nuestra mentalidad seria peligroso puesto que el hidrogeno es muy inflamable entre el 4% al 75% (creo recordar) pero en países donde se toma las cosas en serios ,como Suiza, Canada es muy factible y para transporte pequeños como ir a trabajar y volver es fenómeno llegan a alcanzar mas 100km/h.

    Lo malo que le veo es que vas sobre una bomba pues tienes 700 atmosferas que si revientas llegas a la luna vamos, pero no menos que ir sentado en un sillón de tela con 50 litros debajo con un motor funcionando con chispa.

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