miércoles, 3 de abril de 2013

Evolucionando hacia la sostenibilidad: El pico del petroleo

El petróleo y el gas natural han superado su pico de producción, al menos desde un punto de vista rentable y sostenible energéticamente, esto implica que tenemos que centrarnos en buscar otras fuentes de energía. Mucha gente argumentará que eso es mentira, que todavía está creciendo la producción de petroleo, y de hecho todo parece indicar que seguirá creciendo. Sin embargo la realidad es que se están iniciando yacimientos y utilizando técnicas que aparte del enorme impacto ambiental que conllevan, en algunos casos consumen incluso más energía de la que producen, algo que solo se sostiene gracias a los enormes precios que alcanzan estos combustibles debido a la especulación en torno a su precio.

Concretamente se está obteniendo petroleo en explotaciones de pizarra bituminosa, con un retorno energético en algunos yacimientos de pizarras bituminosas del 70%, o a partir de biocombustibles con un 60% de retorno. Lo mismo ocurre con la energía nuclear, donde las tasas de retorno energético son incluso inferiores a 1, lo que implica que no solo es más cara que las energías tradicionales, sino que empieza a no ser rentable ni siquiera energéticamente. Tan solo el uso de la energía nuclear como fuente de materias primas para la industria militar justifica su existencia. Para el gas natural no convencional obtenido por fracturación hidráulica (fracking), la tasa de recuperación energética empieza en 1, alcanzando en casos excepcionales tasas de retorno de 5, muy inferiores en cualquier caso a las obtenidas a través de las energías renovables.

Todo esto no hace sino demostrar, que algunos de estos nuevos yacimientos no son fuentes reales de energía, o producen muy poca energía con respecto a la necesaria para producir estos nuevos combustibles, y no son suficientes para mantener una civilización industrializada como la actual. Se trata en definitiva de productos especulativos, que causan enormes impactos ambientales y no aportan beneficios reales a la economía. Lo que se está empezando a hacer desde hace una década, es transformar otras fuentes de energía en petroleo o gas natural. En otras palabras, la única forma de obtener nuevas formas de energía de forma racional es a través de las energías renovables las cuyas tasas de recuperación energética cada día son mayores. De este grupo de energías renovables hemos de excluir los biocombustibles, que no pueden considerarse como una fuente de energía, ya que sus tasas de retorno son inferiores a 1. Todo esto explica en parte también el desproporcionado incremento de la energía consumida por nuestra sociedad, ya que gran parte de esa energía se consume precisamente en la producción de energía.

Fuentes de energía alternativas

Observando las tasas de retorno energético, y la proyección histórica de dichas tasas, queda claro que tan solo las energías renovables tienen la suficiente proyección como para absorber nuestra demanda energética.

Hoy en día tan solo el carbón puede competir en tasas de recuperación energética con las renovables, a costa de un tremendo impacto ambiental, pero observando la proyección, se puede predecir que en unas pocas décadas dejará de poder hacerlo. En cuanto a la energía hidráulica ya está ampliamente explotada, es una tecnología madura, y su potencial de crecimiento es escaso.

Las energías solar y eólica, tienen en cambio un enorme potencial de crecimiento, Alemania o Dinamarca son una muestra de ello, y sus tasas de retorno energético ya superan creces a las de los nuevos yacimientos de energías tradicionales. Existen un enorme potencial tanto en la energía solar, como en la energía eólica terrestre y marina.

Pero aparte existen otras tecnologías que están en desarrollo y que ofrecen un enorme potencial, prácticamente sin explotar, como la energía de las corrientes marinas, la energía geotérmica, y la biomasa, a partir de residuos forestales.

Almacenamiento, transporte y gestión de la energía

Una de las escusas más tradicionalmente usadas para evitar el debate sobre la transición energética es la dificultad de almacenar las energías renovables, esto es algo que desde siempre se ha podido hacer, a través de las baterías. Sin embargo, este sistema de almacenamiento era caro, poseía una baja densidad energética, baja energía específica, y su almacenamiento no es permanente.
 
Y digo era, porque esto ha cambiado, tecnología de las baterías está evolucionando muy rápidamente gracias a la investigación, y están apareciendo tecnologías asumibles desde un punto de vista económico, y con tasas razonables de densidad energética y energía específica. Los costes de estos vehículos pueden competir perfectamente con los vehículos tradicionales, debido a su mayor eficiencia y menor coste de combustible. Sin embargo no podemos obviar que los materiales usados actualmente son escasos y altamente contaminantes sino se gestiona adecuadamente su uso. Eso podría cambiar, las últimas investigaciones apuntan a dos tecnologías mucho más sencillas que usan materias primas comunes como el Aluminio y otros metales, o el Carbono.

La principal y que considero de mayor potencial son las baterías de metal aire, en las cuales el medio de almacenamiento son planchas de metal a través de las cuales se puede obtener energía eléctrica. Este sistema de almacenamiento es muy económico, permanente, y con altas tasas de densidad energética y energía específica. Sus características superan con creces a las del petroleo, y en 5 años podrían estar disponibles para su utilización.

La otra gran innovación tecnológica que está en fase de investigación son los supercondensadores de grafeno, que utiliza C, y cuyas propiedades para el almacenamiento de energía son excepcionales, aparte de utilizar como materia prima un elemento de alta disponibilidad, como el Carbono.

A parte de estas tecnologías existen otras muchas alternativas en fase de investigación, como las baterías de flujo, por lo que parece evidente que el almacenamiento y distribución de la energía no va a ser un problema para el desarrollo de las energías renovables en sustitución de los combustibles tradicionales. En cuanto al transporte de energía, no hay forma más sencilla de transportar la energía que a través de la infraestructura eléctrica existente y en desarrollo. En otras palabras, los combustibles fósiles se han convertido en una fuente de energía cara y escasa que debería de empezar a emplearse en otros usos no energéticos.

En cualquier caso no conviene olvidar que cualquier alternativa resulta inviable sino se toman medidas para reducir el consumo, como las que propongo en mi primer artículo sobre energía.

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