Un canto desesperado contra el pensamiento mágico en la ciencia: El caso de la transición/colapso de los sistemas energéticos.

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Queridos lectores:

No suele suceder que el propio Carlos de Castro escriba para este blog, pero eso es exactamente lo que ha sucedido en esta ocasión. Carlos ha preparado un largo texto, que me envió hace un par de semanas (pensado como dos capítulos aunque, al final, he decidido publicarlos juntos por no romper su unidad discursiva) sobre la mala praxis en la literatura científica sobre la transición energética, y las dificultades de imponer simplemente un poco de sentido común. Un grito desesperado de unos de los mejores científicos que tenemos en este campo no solo en España, sino en el mundo.

Les dejo con Carlos.

Salu2.

AMT 

 

Un canto desesperado contra el pensamiento mágico en la ciencia: El caso de la transición/colapso de los sistemas energéticos.

Carlos de Castro Carranza. Noviembre de 2021.

Capítulo I. Aprendiz de Brujo rompiendo escobas durante década y media.

Estas semanas he estado con cuentas sobre el límite tecno-sostenible del conjunto de las tecnologías de captación de energías de fuentes renovables (a partir de aquí RES). Es un trabajo para el proyecto LOCOMOTION (un proyecto europeo que lidera mi grupo GEEDS, continuación de alguna forma de MEDEAS y que parte de su modelo). En realidad, es un trabajo "para por si acaso" o como complemento del modelo WILIAM del proyecto LOCOMOTION que pretende generar esos límites de forma que llamamos endógena (desde dentro), pero que quizás luego no llegue a tanta pretensión y necesite de "cuentas" exógenas (desde fuera o ad hoc).

En MEDEAS ya se hizo esto, pero ahora se trata de hacerlo de forma regionalizada y con más detalle. Se hizo además un trabajo por los distintos grupos de investigación de LOCOMOTION de recopilación y discusión de la bibliografía sobre el tema y se publicó en un "entregable" (deliverable lo llamamos, colonizados como estamos por el idioma inglés) en el que mi participación fue lamentable porque sin querer se filtraron algunos comentarios míos al margen del tipo: "esto es basura" (garbage). Algunos se ofendieron porque interpretaron mis garbages como que iban dirigidos a ellos en vez de a la literatura que citaban. Pedí disculpas. Claro que, como siempre, la falta de tiempo y la falta de hacer cuentas básicas (de nivel pregraduado como veremos), entre otras razones, nos lleva a perder la necesaria capacidad crítica a personas de grupos de investigación reconocidos internacionalmente. Además, este tipo de trabajo de revisión/recopilación sea en proyectos o en publicaciones académicas suelen hacerlo, por tedioso, "novatos", muchas veces muy jóvenes (trabajos fin de grado, fin de máster, doctorandos), que ante el argumento de la autoridad de las revistas científicas revisadas por pares (peer review) terminan entusiasmándose con la tecnología de turno que les ha tocado revisar, lo que tiende a generar una bola de nieve que crece cayendo por una pendiente nevada (son estos posteriores entusiastas los que se hacen expertos que publican en la tecnología en cuestión).

En mi trabajo de revisión de la revisión he tenido momentos de sonrisa irónica, vergüenza y rabia. Casi nadie hace las cuentas más básicas desde una visión holística y de arriba hacia abajo (top-down) y he llegado a pensar que la mayoría de los científicos e ingenieros han perdido esa capacidad y que soy uno de los pocos tuertos en el país de los ciegos que quedan. Claro que uno tiene que revisarse continuamente a sí mismo por si el que ve gigantes por molinos es uno mismo. Pido disculpas si lo que sigue ofende a alguien y si suena demasiado soberbio: pero sinceramente creo que no es momento de remilgos y falsa humildad, la apuesta es demasiado grande y grave.

Hay varios artículos que he liderado sus cuentas y método, que son de referencia y que deberían ser leídos de verdad antes de criticar o no querer creerse los resultados y discusiones que vendrán en el siguiente capítulo:

1. Potencial eólico[1]. En él demostramos que la mayor parte de la literatura entre 1980 y 2010 (pero luego ha seguido con los Jacobson de turno aún hoy[2]) exageran el potencial de captación de viento y su transformación a electricidad, hasta el punto de ¡violar el primer principio de la termodinámica! 

Tardamos tiempo en publicarlo, primero porque no nos lo queríamos creer (nos ayudó que finalmente se nos adelantara un grupo del Max Planck liderado por Axel Kleidon) y segundo, porque el proceso de publicación en Energy Policy fue más largo de lo normal, pues nos tocó en suerte a Deluchi, colega de Jacobson, quien hizo trampas rompiendo el anonimato como revisor y ofreciéndome que esperara antes de publicarlo y que "colaborara con ellos"; no lo hice, así que sigo sin publicar en PNAS, Nature o Science. 

En el artículo hacemos una estimación de arriba hacia abajo de potencial tecno-sostenible que resulta en dos órdenes de magnitud menos de lo que se venía publicando. Nuestra estimación es discutible, sí, pero lo que no debería ser discutible es la enorme exageración y falta de hacer cuentas de nivel preuniversitario  -violación del primer principio, recuerden- sistemático en la literatura. Aún estoy esperando a que el Antropoceno[3] me agradezca la primera de las contribuciones de ese artículo. Además, basta esta publicación para sospechar no de mí, sino de la literatura RES en general (ya habíamos publicado cosas sobre el pico del petróleo y la (mala) literatura de abundancia de fósiles, que aún sigue en los escenarios del IPCC, por ejemplo). Así que lo que uno sospecha es que hay un pensamiento mágico asociado al mito del progreso tecnológico que ha lavado el cerebro a muchos científicos e ingenieros pues las publicaciones se encuentran por cientos.

Una cosa que pasó desapercibida de este artículo fue la discusión final sobre tecnologías de captación del viento a alta altura a base de cometas. He de decir que el culpable de que perdiera el tiempo con esto fue Ugo Bardi, que por entonces soñaba, como solución al pico del petróleo y el cambio climático, con cometas gigantes. ¿Dónde están esas cometas? ¿Quizás se creyeron mis cuentas para no seguir por ahí? 

Otra lección: nos hacen perder mucho tiempo en analizar las "nuevas tecnologías" (sean nucleares de enésima generación, novedosas RES o almacenamientos de CO2 para continuar con las fósiles) o el “progreso” de las ya comunes (eso de que 5 años después tu estudio está obsoleto, pero se olvidan de lo obsoleto de los suyos), porque es típico que cuando les hablas de un límite de la tecnología X, te salen con la   X+Y que no has tenido en cuenta, aunque cuatro cuentas en Y demuestran que Y es más inviable aún que X (razón de por qué no está ya aquí en masa). El problema es que publicar y pasar los filtros de las revistas lleva muchísimo más tiempo. Y por cada artículo de sentido común aparecen 10 del mito del progreso.

Por cierto, en su día hice una discusión más refinada de cuentas de arriba hacia abajo (holística) y también cuentas de abajo hacia arriba (agregada) de la eólica en suelos, en parte gracias a las discusiones que tuve con Antonio García-Olivares; el resultado fue una horquilla entre 24 y 62 EJ/año para la holística (el preliminar que dimos en 2011 fue de unos 32 EJ/año) y una horquilla de 16-32 EJ/año para la estimación agregada (bottom-up). No están publicados en una revista científica revisada por pares[4] pero sí se pueden ver aquí para expertos y muy interesados: El potencial tecnológico de la energía eólica (vuelto a visitar) - GEEDS. También Antonio Turiel ha recogido de nuevo en su blog el tema recientemente, confirmando que la ceguera sigue por parte del mito del progreso y sus seguidores. Mis estimaciones agregadas están basadas en suponer que las empresas no son estúpidas y van a seguir poniendo los parques relativamente alejados unos de otros para no competir entre ellas por el viento. Asumí una especie de disposición fractal de los molinos para la estimación agregada, método que no ha explorado nadie que yo sepa hasta ahora pero que potencialmente es compatible con la visión holística y, por supuesto, con la conservación de la energía. Algunos autores, aun reconociendo que teníamos razón en lo de la conservación de la energía, no se creen mis cuentas que ellos califican como pesimistas. A ellos les sale un potencial un orden mayor que a mí (una rebaja del pensamiento mágico de un orden de magnitud, algo es algo), pero lo que nunca se ha querido entender es que lo que ellos entienden por potencial tecnológico es un valor teórico, de papel, y no lo que yo entiendo por tecnológico-sostenible, es decir, que el problema es de definición y no de cuentas. Para superar mi límite en más de un factor dos se necesitaría un gobierno dictatorial mundial que impusiera criterios inviables para un sistema empresarial capitalista, básicamente porque habría que disponer los molinos muy alejados y casi uniformemente repartidos por todos los continentes, algo no solo que requiere otro sistema socioeconómico global previo transcendiendo Estados (y el capitalismo no va a caer antes del intento de transición energética a RES, y si se supone, hay que decir cuándo y cómo). Pero, además, ese modelo ideal de disposición de turbinas eólicas, ignora que así nos comeríamos antes las reservas de minerales y bajaría la tasa de retorno energético (TRE), pues si alejas unos molinos de otros, hay que hacer más caminos y líneas de corriente en las que transportar las aspas y los electrones. 

En el artículo que publicamos en Energy Policy ya predijimos que un día no muy lejano habría que regular los derechos de captación del viento (como los de los ríos) por la competencia ante un recurso escaso. Ya está ocurriendo esa competencia, pero seguimos sin asesorar a ningún gobierno ni institución internacional, ni nadie ha agradecido nuestra previsión.

2. Potencial solar[5] (fotovoltaico) y biocarburantes[6]. Dos artículos que demuestran que la literatura exagera los rendimientos de las tecnologías instaladas. Bastaba con contrastar la literatura publicada con lo que se estaba instalando de verdad. Resulta que la fotovoltaica y los cultivos para etanol y biodiesel ocupan más terreno y rinden menos de lo “esperado” en el papel y casi nadie parecía querer ir a ver la realidad de los datos. Por supuesto, a parte de la denuncia de las exageraciones casi sistemáticas de la literatura, hicimos nuestras estimaciones. Para la solar, a mí me parecía obvio que un factor limitante por espacio y materiales era suponer que difícilmente en este siglo íbamos a poner más infraestructuras industriales (los parques fotovoltaicos) que todo lo que ya habíamos puesto en el mundo y que ya es insostenible: todas nuestras urbes y pueblos, carreteras, líneas de alta tensión, oleoductos, aeropuertos, líneas de ferrocarril, etc. ocupan ya mucho territorio y añadir otro tanto para tecnologías de captación de la radiación solar me parecía un límite optimista razonable, más si se tiene en cuenta lo que supone de añadir materiales que hay que sacar de minas. El problema es que, de nuevo, estábamos dos órdenes de magnitud por debajo de la literatura que hablaba del potencial tecnológico. Aquellas comparaciones que hemos visto mil veces de que bastaba un pequeño porcentaje del Sahara ocupado por paneles… como si una instalación industrial que ocupa mucho territorio a escala humana en un desierto pudiera estar a cientos de kilómetros de una Escuela, un Hospital o una Iglesia. La Iglesia del progreso y crecimiento perpetuo parecía vivir de la nada, sobre un mapa digital del Sahara. 

Nuestro artículo además fue uno de los primeros artículos de la literatura científica en discutir sobre la problemática de la escasez mineral asociada a las pretendidas altas penetraciones de las tecnologías renovables.

Con los biocarburantes fue algo más fácil porque su rendimiento es tan bajo que ya había otros tuertos haciendo cuentas de sus limitaciones y había una controversia sobre la competencia con la comida. Se inventaron e inventan aún entelequias sobre combustibles de segunda y tercera generación que utilizarían tierras marginales ya degradadas y vendrían de especies leñosas que no competirían con los alimentos o incluso de algas. ¿Recuerdan las promesas de las algas? Aún se las espera, por siempre. Llegué a ver un artículo que pensaba sacar más rendimiento de algas que el que la física cuántica permitía como límite teórico, algo así como ver publicado que van a hacer un cohete espacial para ir a Marte que viajará a más velocidad que la de la luz, ni Elon Musk. 

En nuestro artículo además mostrábamos que la Huella Ecológica de los biocarburantes actuales (entonces y ahora) es mayor que la de los combustibles fósiles, incluso sin tener en cuenta las emisiones indirectas (del camión que lleva el aceite de palma a la refinería de biodiesel, por ejemplo). Aún estoy esperando el agradecimiento del Antropoceno que, ante la contundencia de los números –no solo de nuestro artículo-, tomaría lógicamente la decisión de rectificar y volver a reforestar o a cultivar para alimentar a humanos, revirtiendo las más de 100 millones de hectáreas que calculábamos que ya se estaban usando en realidad –las estadísticas oficiales decían bastante menos porque suponían rendimientos que no existen-. Hablamos de dos penínsulas Ibéricas llenitas de cultivos para alimentar vehículos frente a las 150 millones de hectáreas de todos los arrozales del mundo. ¿No se ve la locura mitológica? Pues aún se piensa en la literatura que el potencial sostenible es mayor de cero.

3. Concentración solar (CSP)[7]. Una de las ventajas de la concentración solar, que calienta mediante espejos un líquido y que con el calor se genera electricidad, es que teóricamente no necesita materiales muy raros o extraordinariamente puros como la fotovoltaica, y además permite almacenar el calor durante unas horas para verterlo en forma eléctrica a la red, lo que da un margen que no tiene la fotovoltaica al anochecer. A su vez se venía suponiendo que la TRE era relativamente alta comparada con la fotovoltaica. El resto son desventajas frente a ésta. Me puse manos a la obra con esta tecnología gracias a Antonio García-Olivares una vez más, porque para mí era obvio que no podía tener una tasa de retorno buena (bastante más densidad de materiales encima del suelo que la fotovoltaica), él dijo que mi argumento no estaba publicado y que él se basaba en artículos publicados por revisión de pares (peer review), además, es una tecnología que sale en muchos documentales de “salvación” de la Iglesia del perpetuo progreso y crecimiento y la literatura científica la exponía como complemento Y, como la X+Y en tecnología solar. 

Aquí la literatura científica nos dio una sorpresa incluso más allá de lo que esperábamos. Resultó que la eficacia que se estaba publicando durante también décadas en la literatura científica era mayor que la que venían publicando las propias empresas en sus webs promocionales (no olvidemos que son ellas las que aportan los datos). El contraste con la realidad fue al principio una pequeña aventura, porque solo dos países lideran esta tecnología en parques comerciales: España y Estados Unidos. En España no hubo forma de encontrar datos de instalaciones concretas, sencillamente por aquello del capitalismo y el secreto comercial. Pero encontré un truco: resulta que el gobierno y red eléctrica publicaban la electricidad producida por estas centrales, por lo que podía sumar todas las instalaciones y toda la producción del país, para sacar, si no el rendimiento de plantas concretas, sí del conjunto. Además, también había datos a nivel regional, por Comunidad Autónoma, y resultó que había comunidades autónomas con una única instalación, así que se podían hacer cuentas para instalaciones concretas. Nadie antes que yo se había molestado (bueno, Ted Trainer lo estaba intentando desde Australia y me preguntó). Mientras, descubrí que en Estados Unidos había una base de datos con todas y cada una de las instalaciones de producción de energía eléctrica, de toda clase y tipo. Así que hice lo que cualquier investigador debería haber hecho antes de publicar cualquier cosa sobre potenciales, rendimientos y demás: ver qué decía la realidad. Resultó que las empresas exageraban sus promesas, nada fuera de lo esperable, pero que la exageración de la literatura científica era enorme y mucho mayor, puro pensamiento mágico trasladado a papel. Bastaba poner el rendimiento real de las plantas reales y de pronto todos los estudios de tasa de retorno energético se venían abajo. A su vez, hice las cuentas a mi estilo, revisando realidad y rastreando publicaciones sin olvidar ceros, con lo que mostrábamos que la TRE era muy mala. Esto desmontaba muchos escenarios de transición energética que incorporaban mucha CSP, incluido el de Antonio García-Olivares, pero también los de Greenpeace y otros grupos que históricamente estaban peleando por una transición renovable pero que encargaban los estudios a la ciencia cargada de mito del progreso y no a tuertos como yo. 

Pero nada de agradecimientos del Antropoceno ni de asesoramiento a los gobiernos. Siguen publicando potenciales de CSP que ignoran el rendimiento real. Y asumen que es una fuente de energía cuando en realidad es un sumidero (TRE< 1). Aún siguen intentando poner CSP en algún país despistado.

Otra cosa que ha pasado desapercibida de ese artículo es que resultó que, si bien podían almacenar para unas horas la energía, esta tecnología tiene una intermitencia brutal de un día para otro y sobre todo estacional salvo en zonas ecuatoriales sin nubes, lo que estresaría aún más el sistema de instalarse más allá de la anécdota.

4. La TRE de las renovables[8]. La tasa de retorno y el problema mineral –frutos de la baja densidad energética y alta ocupación de territorio- son una controversia que, tras décadas de malas publicaciones, sigue siendo un caos del que muchos quieren salirse con la excusa de que la dispersión de los estudios es enorme (y da pereza pues entrar a separar el grano de la paja, sobre todo cuando ésta abunda mucho más). Parece obvio que tecnologías que ya tienen un siglo (eólica y fotovoltaica) no pueden tener una TRE maravillosa frente a otras como la hidroeléctrica, cuando se ha tardado tanto en expandirlas. La hidroeléctrica se expandió rápido y hoy no estamos muy lejos de su potencial (a la mitad más o menos). Que no hicieran esto la eólica y fotovoltaica pese a los esfuerzos económicos y tecnológicos hechos, debería haber sido un faro que guiara las sospechas. 

Pero sí, las tecnologías avanzaron y en las últimas décadas se han expandido. 

Pero no, siguen sin tener una buena tasa de retorno energético aún hoy que, siendo una extensión de las fósiles:

1. no se requiere un sobredimensionamiento grande de redes, 

2. no se requiere mucha energía para extraer minerales comparada con la que se necesitará cuando tras comerse reservas minerales se pase de reservas a recursos y 

3. no se requieren aún los enormes sistemas de almacenamiento que sustituyan al carbón, gas natural y diésel de hoy. 

Es decir, probablemente la tasa de retorno energético de estas fuentes está apunto de tocar techo si no lo ha hecho ya y pronto empezará a disminuir como lo están haciendo ya las fuentes fósiles. En este artículo reciente usamos datos de la literatura, pero pasados por el tamiz de la realidad y de no olvidar insumos que, aunque parezcan pequeños están y no son ceros. Resultó que la mayoría de las publicaciones ignoran sistemáticamente muchos pequeños insumos al tiempo que exageran los rendimientos (engordan numerador y adelgazan denominador de la TRE). Hemos estimado la TRE más allá de la clásica estándar que solo ve lo que sale de la planta y que ya sabemos que tiende a exagerar los rendimientos respecto al mundo real, y hemos ido a lo que llega al consumidor, es decir, tener en cuenta la red eléctrica que consume energía y materiales (TRE final) y también hemos asumido una estimación gruesa, posiblemente optimista, de los costes indirectos, es decir, de todo lo que penetra en el sistema económico el sistema energético (el coste energético proporcional de la máquina que repara la carretera por la que circula el camión que lleva el aspa del molino eólico, por ejemplo), es la TRE extendida. En la literatura abundan cálculos de TRE estándar, y las nuevas RES no responden aparentemente mal aquí, aunque nuestros cálculos están en la parte baja de la literatura, como esperábamos. En la literatura hay basura que habla de TREs para algunas tecnologías de bastante más de 200 incluso, lo que ya solo la energía embebida en la firma del notario se come en el denominador. Muchos meta-análisis meten esa basura mezclada con estimaciones más serias, por lo que el resultado suele ser metabasura. Algunos tratan de eliminar los extremos, para evitar la basura, pero lo curioso es que así se llega también muchas veces a metabasura porque borran también los análisis “pesimistas” que por suerte o porque están mejor hechos, dan una mejor aproximación a la realidad. 

Se han hecho estudios de TRE extendida para fósiles, y dan números muy bajos cuando se emplean para electricidad (alrededor de 4), esto, en vez de asustarnos y mostrar que la TRE de las renovables es un desastre (ya que hoy son extensiones de las fósiles), está sirviendo a la literatura del mito del progreso para decir que las RES nos pueden salvar ya que tienen mejor tasa de retorno. Pero se están mezclando TRE extendidas para las fósiles con TRE estándar para las renovables. Nuestra estimación para las RES de TRE extendida que hemos publicado es que la hidroeléctrica funciona bien (al margen de sus impactos ambientales y sociales), que la eólica interior anda algo por debajo de las fósiles (casi 3 en vez de 4, lo que significa pérdidas de más del 33% en vez del 25%), que la eólica marina rinde menos aún, que la fotovoltaica aún menos (cerca de 2) y la CSP sencillamente es un sumidero energético (TRE < 1). De hecho, la TRE extendida en realidad no es la última palabra y debe ser mayor que uno y no uno para ser sostenible, porque en el mundo real hay gastos energéticos defensivos. Hay que corregir antes o después la contaminación causada por los sistemas de captación, hay que corregir accidentes y guerras o procesos como el cambio climático y sus impactos sobre las infraestructuras energéticas, etc., con lo que un buen criterio es que la TRE extendida debería superar el valor 2 o 3 para hablar de potencial tecno-sostenible. La hidroeléctrica cumple el requisito, las fósiles para electricidad en breve no lo van a cumplir dada su trayectoria de rendimientos decrecientes[9], y el resto de renovables que producen electricidad tampoco, ni ahora ni luego, ya que se pretende que sustituyan en el mismo sistema a las fósiles y requerirán materiales escasos, mucho territorio y un sobredimensionamiento y almacenamiento que hoy no es necesario para dar los mismos Julios de energía que hoy. 

La transición, al modo que se está haciendo o acelerada, es imposible. Sobre todo, si se busca electricidad cuya exergía (energía de calidad) es muy alta y por tanto cuesta mucha energía concentrar, sobre todo desde fuentes menos exergéticas. 

“De nada” Antropoceno, seguimos esperando llamadas desesperadas de los gobiernos e instituciones internacionales.

 

 

Capítulo 2. Las escobas se reproducen mucho más rápido que el Aprendiz de Brujo las rompe.

Resultados preliminares (siempre lo son en la ciencia): 

1. El techo (optimista) de potencial tecno-sostenible del conjunto de unas 20 tecnologías renovables en escenarios de transición clásicos es de unos 7,5TW finales[10] gruesos (frente a los 13TW de consumo actual). Repito, esto es un límite ideal, en la práctica será menor porque hay muchos presupuestos tirando a optimistas. La Unión Europea de los 27 tiene un potencial limite regional que no llega a un 25% de su consumo actual. Esto asumiendo que no hay cuellos de botella limitantes de minerales de forma directa y que si la tasa de retorno energético (TRE) es menor o muy próxima a uno, la fuente energética considerada no es tal, es un sumidero.

2. Una estimación del potencial neto, asumiendo no empeoramiento de las TRE según se intenta la transición hacia 100% RES, es de unos 5 TW frente a los 11TW netos del mundo actual (la realidad obviamente será bastante menor). Tendremos menos de la mitad de energía para un mundo que en teoría va a seguir aumentando su población otros mil o dos mil millones de personas más[11].

Cuatro cuentas que ya hice hace más de una década llevan a que la promesa de tecnologías marinas nunca será significativa, sencillamente por un problema similar a la limitación del potencial eólico (conservación de la energía), pues la exergía de todos los vientos es de unos 1000TW mientras que la exergía de las olas de todos los océanos es de 60TW (de ella la que impacta sobre las costas es de unos 3TW), de las mareas unos 3TW y de la OTEC que aprovecha el gradiente térmico del océano… basta con saber algo sobre el segundo principio de la entropía y máquinas de Carnot para no perder el tiempo con ella, confíen en la termodinámica[12]. 

Parecido pasa con la geotérmica, donde la potencia disipada en todo el mundo desde el interior de la Tierra hacia cerca de su superficie tiene un contenido de unas pocas decenas de mili-vatios por metro cuadrado en promedio, un flujo global de 32TW (incluidos océanos). 

Transformar una fracción significativa del 1% de esas exergías en electricidad sería una proeza tecnológica titánica. Esto debería bastar para saber que su contribución será muy pequeña leído y comprendido el artículo de eólica y que la literatura tiene tendencia a la exageración. Y sí, como nadie parece querer hacer cuatro cuentas básicas, la necesidad de más milagros de la Iglesia del progreso progresa, y la literatura científica se está llenando de violaciones del primer y segundo principios de la termodinámica y de puro pensamiento mágico, al unísono con la desesperación por hacer una transición energética rápida sin cambiar el sistema socio-económico primero.

Más resultados de cuentas de la TRE.

La geotérmica profunda, llamada en la literatura EGS (de Enhanced), usa técnicas parecidas a la de fracking de fósiles, pero para extraer calor de las rocas. En ella, la literatura reciente ve un potencial grande, incluso el tecnológico disponible habla de más de 60 TW (mucho más que nuestro consumo total de todas las fuentes), lo que para no caer en una contradicción con el primer principio cae en la contradicción con la “renovabilidad” (el flujo de extracción tiene que ser muy superior al flujo de reposición natural que, en todo el mundo, incluidos los océanos, ya he dicho que es de 32TW). Pero a toda esa literatura entusiasta se le olvida también que el TRE es y será mucho menor que uno, lo cual era obvio cuando se piensa en el fracking[13]. Es un sumidero y, por tanto, como fuente, su potencial es cero. Ya que es cero, pues a otra cosa, dejen de invertir tiempo, energía y dinero ahí… “No hay de qué” Antropoceno.

En MEDEAS hice en su momento cuatro cuentas para eliminar de un plumazo el que no se considerara ni el almacenamiento de CO2, porque bajaría la TRE de las fósiles por debajo de lo sostenible hasta convertirse en sumideros[14], ni la economía del hidrógeno[15], de nuevo por la misma razón: no podemos añadir más eslabones con bastantes pérdidas a una cadena en el denominador de la TRE ya suficientemente débil por larga. 

 

Mientras, sí, hemos hecho ya las cuentas para las baterías eléctricas de los vehículos y su infraestructura asociada –éste trabajo lo comencé yo, pero lo han liderado nuestras jóvenes promesas-, mi resultado preliminar y optimista de hace años era que la energía embebida era mucho mayor de lo que la escasa literatura venía escribiendo (ESOI menor, ESOI es el equivalente de EROI pero que son “storage”, almacenamiento), como no. El análisis detallado de mis compañeros ha confirmado que mi análisis preliminar era muy optimista, como suelo decir. Resulta que el ESOI extendido es seguramente menor que 1, lo que significa que la energía embebida en las baterías y sus infraestructuras para fabricarlas, mantenerlas y desmantelarlas es mayor que la que aportan a las ruedas del vehículo. Pero si esta energía embebida viene de un mix con fuerte componente no renovable (la realidad hoy), entonces resulta que las emisiones de gases invernadero pueden ser incluso mayores que la de los coches de gasolina y diésel que pretenden sustituir. Así, subvencionamos a la clase alta del mundo –la que se puede hoy permitir el lujo de un vehículo privado eléctrico- para que conduzca un vehículo que contamina tanto como y gasta más minerales que el vehículo de combustión, mientras los usuarios de éste, pagan más impuestos. Dejen de hacer las cosas al revés... “De nada” Antropoceno.

Lo mismo pasa para las tecnologías marinas, cuya TRE es y será menor que uno, y mientras, la gente que escribe literatura se entusiasma con su potencial. Y para la eólica flotante, lo mismo. Se cogen ensayos en condiciones ideales y por tanto anecdóticos, y se generalizan sin más y sin tener en cuenta la conservación de la energía ni los insumos materiales. En su día llegué a ver un potencial teórico (agregado o bottom-up) publicado de las olas de casi 3000TW cuando todas las olas disipan 60TW. Por supuesto, tampoco ninguno de estos estudios se para a pensar si existen los materiales en el planeta necesarios para esos potenciales.

También hay que volver a la biomasa, ya que es la fuente renovable por excelencia almacenable y me da especialmente miedo lo que va a pasar si siguen asesorándonos los de la Iglesia del progreso y crecimiento perpetuos. Pongo otro ejemplo de violación del primer principio, que estas semanas he descubierto en menos de dos horas de trabajo dedicado a demostrarlo. Esto es lo que se escribe en el “entregable” que hemos escrito en Locomotion sobre los potenciales primarios de residuos animales (traduzco): “(Hoogwijk, 2004) incluye una estimación del potencial tecnológico de la bioenergía desde los residuos animales entre 9 y 25 EJ/año. En (Kalt et al., 2020) el potencial primario global de residuos ganaderos se estima en 17.4-19.4 EJ/año en 2050. (Haberl et al., 2010) encuentran un potencial global técnico de la bioenergía de residuos animales de aproximadamente 39 EJ/año.

Basándose en las asunciones descritas antes y asumiendo una tasa recuperable sostenible del 12.5%, el potencial de los residuos animales ha sido estimado en 18.3 EJ/año, un valor que está en el medio de la literatura. Debido al hecho de que hay varias opciones para el manejo de los residuos, algunos de los cuales son más preferibles que su uso como fuente energética desde un punto de vista sostenible y social, el potencial energético de residuos animales puede estar entre 0-18 EJ/año”.    

Bien, puede ser cero, y así lo reconocemos en el “entregable” (ese que dije que contenía muchas citas basura, aunque no me metí en su momento en cada párrafo escrito). Los resultados que se reportan para los residuos agrícolas en el mismo trabajo son 0-11EJ/año. Mi pensamiento sistémico con algunos conocimientos de ecología (para saber de qué se habla cuando hablamos de bio) hace saltar la alarma: es absurdo que la energía primaria extraíble de los animales sea mayor que la agrícola por muchos pastos que explotemos. A lo sumo debería ser de un % relativamente pequeño de esta por las pérdidas metabólicas de los animales frente a los vegetales. Esto me invitó a una rápida y sencilla valoración holística de nivel matemático de bachiller que les expongo.

Estimación por reducción al absurdo: 18.3EJ/0.125 (12.5% es la tasa recuperable sostenible que hemos supuesto) nos da el contenido energético anual de los residuos del orden de 4.6TW (pasando EJ/año a TW o Tera Julios por segundo). Si el 30% va a sus heces (es el valor aproximado no metabolizable encontrado en la literatura correspondiente cuando se busca durante un ratito), esto implicaría que los animales han tenido que comer más de 15TW de energía vegetal para producir esos residuos. La fotosíntesis de todas las plantas terrestres del mundo anda por una productividad neta de 50-60TW (esto lo sé de memoria, pero no se tardan muchos minutos en encontrar la literatura correspondiente). La apropiación por recolección humana de esa productividad se estima en 8.6TW (lo que es una pasada, claramente insostenible y pretencioso por parte de esta civilización), lo que incluye todos los pastos, toda la agricultura y todo lo extraído de bosques. ¡Obviamente 8.6 TW < 15 TW y no se cumple el primer principio de la conservación de la energía! ¡Zasca al mito del progreso!

Pero, mientras tanto, nadie revisa la literatura así y nos vamos sintiendo confortables cuando nuestras estimaciones no se salen del rango de la misma. 

He visto potenciales de biogás o bioelectricidad o de biocarburantes que aparte de violar los principios más básicos de la termodinámica, huyen de pensar en términos de la cadena de insumos energéticos y materiales embebidos cuando metemos tecnología. 

Pongo un último ejemplo, para que nos asustemos de una vez viendo que la “ciencia aplicada” al uso mayoritario hoy y los remedios del GND con las renovables son peores que la enfermedad que pretenden teóricamente curar (el GND o Green New Deal[16] y sus variantes que van desde tomarlo como puente al post-capitalismo hasta el puro Green Washing o lavado de cara verde).

Hoy los usos tradicionales de la madera son poco más de 2/3 y los modernos casi 1/3 de un total aproximado de energía primaria de 40EJ/año. Los usos tradicionales son sobre todo la famosa leña que se quema para calentarse y cocinar y que sigue siendo la energía exosomática mayoritaria de miles de millones de personas empobrecidas en la mayoría de países. Estos usos son claramente insostenibles y forman parte del deterioro de los bosques y de la pérdida de biodiversidad del mundo que, a pesar de la revolución industrial, las fósiles nunca han sustituido y, de hecho, su consumo ha ido aumentando con el aumento de la población humana. Dado que los usos tradicionales superan en más del doble a los tecnológicos y los primeros tienen una eficacia estimada del 10-20% frente al 80% de los usos “modernos”, el rendimiento global actual es de un 30-40%, muy pobre para dar calor. 

Pero resulta que la eficacia de los usos tecnológicos modernos es en realidad un mercado o compensación escondida puesto que el supuesto 80% de eficiencia que se le suele asumir es a costa de añadir cadena energética en el denominador de la TRE, por lo que la energía neta que realmente llega a la sociedad no es tan elevada. Por ejemplo, la producción de pellets (esos que se queman en calderas o que se transforman en biogás o electricidad) tiene una TRE estándar de 1.9 (contenido calórico del pellet/energía gastada hasta que se lleva al sitio de consumo),  a partir de un estudio de campo hecho en Serbia[17], con un factor de corrección en el denominador de la TRE que en el estudio toman igual a 1, pero que en este caso es bastante mayor que 1 puesto que en el denominador van insumos eléctricos y otras formas de energía final como diésel, es decir, la TRE es menos de 1.9. Si se añade la propia instalación de la caldera, su mantenimiento y desmantelamiento y se hiciera un TRE extendida éste sería seguro bastante menor que 1, por lo que, de hecho, en cuanto a energía neta, ¡los usos tradicionales son más eficaces que los "modernos"! ¡Re-Zasca!

¡Y mientras, nuestros modelos y escenarios y organismos como la FAO, la OCDE, la AIE, etc. diciendo que hay que modernizar el Tercer Mundo y su uso de leña[18]! El estudio de los pellets citado además nos dice que para generar 1 tonelada de pellets se requieren 65000 metros cúbicos de madera cortada, lo que son más de 30 toneladas, lo que significa que la productividad primaria neta apropiada del mundo vegetal es enorme. Producir calor a partir de pellets no parece pues nada sostenible, y si hablamos de electricidad o biogás a partir de pellets o similares materiales procesados parece sencillamente todo menos inteligente, con TRE extendida <<1 y, finalmente, más CO2 emitido que quemar directamente gas natural en cualquier mix actual. Es decir, seguramente los usos modernos de la biomasa, incluso para calderas, ya no digo para electricidad o biogás, al tener una TRE inferior a 1, no tienen ningún potencial como fuente y su uso actual sencillamente emite más gases invernadero que las fósiles, que paradójicamente era la excusa que nos pusimos para evitar su quema y hacer la “transición”. 

Esto es gravísimo ya que la desesperación de las próximas décadas por la energía en medio de un caos climático y otros problemas podría lanzarnos a una vía de consecuencias inimaginables aún para la mayoría (extinción humana en pocos siglos): como las renovables eléctricas son inviables a escalas que superen el 20-30% del mix por su baja TRE y su abuso de minerales, podemos irnos a la biomasa aún mucho más que en la actualidad, lo que incrementará el mayor de los desastres posibles, que es la pérdida de biodiversidad en forma de 6ª Gran Extinción masiva y rápida, ya iniciada por el sobre uso y degradación de los ecosistemas naturales y otras consecuencias como el caos climático. 

Es tiempo pues de cambiar urgentemente de “ciencia aplicada”. Es tiempo de intentar, lo que nos deje La Iglesia del progreso y crecimiento perpetuos, un decrecimiento rapidísimo de los niveles de consumo de las personas de mayor afluencia económica del mundo (que incida en el decrecimiento en el consumo de al menos los 7000 millones de personas más ricas). Y también es tiempo al año siguiente de este plan de hacer planes de reducción de la población ganadera y humana sin violar más derechos.

“No hay de qué” Antropoceno por estas cuatro cuentas. 

Dos cuestiones más: 

Si llamamos negacionistas a los que niegan la realidad del cambio climático o de la existencia del virus del covid, ¿cómo hemos de empezar a llamar a los que niegan o no quieren ver la realidad de las cuentas energéticas porque su mitología se lo impide? ¿se discute con negacionistas?

Si se ha entendido este mensaje, se entenderá que proponga para premios Nobel de la Paz a “brujas y brujos” maestros, como: José Manuel Naredo, Yayo Herrero, Jorge Riechmann, Ferran Puig, Pedro Prieto, Marta Tafalla…

 

Notas:

[1] https://geeds.es/wp-content/uploads/2011/11/Global-wind-draft.pdf (borrador accesible). Artículo: doi:10.1016/j.enpol.2011.06.027   

[2] Más de 40 años de estupidez científica que incluso ha recogido el IPCC porque casi nadie quiere hacer cuentas, se dice pronto. 

[3] Emplearé el término irónicamente. A parte de formar parte de los mitos que estoy atacando (antropocentrismo, separación homo-natura con voluntad de dominio y progreso tecnológico), científicamente a escala geológica lo que estamos viviendo es un Límite tipo K/T (que no se llamó “Meteoritoceno”), no se nombra a las catástrofes como Eras Geológicas.

[4] En su momento quisimos replicar en PNAS uno de los artículos basura-científica de Jacobson publicados allí, porque atacaron nuestro trabajo, pero la revista declinó (el editor, no los anónimos revisores a los que no llegó) por no parecerle de suficiente interés general, o eso dijeron. Finalmente, el trabajo está publicado en el blog de GEEDS, y a otra cosa, que hay más pensamiento mágico que revisar.

[5] Artículo: http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2013.08.040

[6] Artículo: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360544213009018

[7] https://doi.org/10.1007/s41247-018-0043-6

[8] https://doi.org/10.3390/en13123036 

[9] Lo que empeorará automáticamente la TRE de las demás fuentes pues el mundo sigue usando un 80% de su energía de fuentes fósiles. A su vez, la baja TRE de la mayoría de las RES y como veremos la pérdida de tiempo y recursos en muchas de ellas, suponen una carga sobre el sistema fósil y una de las razones de porqué está bajando, además de la geofísica, la TRE de ellas (realimentación tipo círculo vicioso)

[10] 1TW son 31,56 Exajulios al año, se refiere a la producción de energía promedio y no a la potencia instalada.

[11] Pensar que va a haber una transición controlada y equitativa cuando el pastel energético disminuya tanto es de un pensamiento mítico en el terreno histórico y sociológico no menor que el que vamos a ver aquí para la tecnología. Basta recordar cómo, cuando ha habido en el último siglo y medio pastel en crecimiento exponencial, aun así, se excluía a muchos miles de millones de personas de la fiesta.

[12] En todo caso, las cuentas al detalle están hechas y confirman el sentido común.

[13] Si el fracking es una técnica de baja TRE que consigue extraer petróleo o gas que está impregnado en rocas, debería parecer obvio, y terminar toda discusión, cuando lo que se pretende extraer es el calor “impregnado” en las rocas, de mucha menor densidad energética que la energía almacenada en los enlaces químicos del petróleo. Es obvio que el resultado de la TRE debe ser menor que uno, pero la Iglesia del progreso perpetuo me obliga a hacer las cuentas al detalle para tratar de convencer a sus feligreses (pero una Fe no se pierde mostrando datos, mi tarea tiene algo de inútil, al menos hasta ahora).

[14] Por suerte otros tuertos están haciendo las cuentas detalladas. Aquí: https://link.springer.com/article/10.1007/s41247-020-00080-5 ¡se demuestra la paradoja una vez más pues resulta que los métodos industriales de captura emiten más que lo que absorben! Tirar a la basura energía, minerales y dinero para encima emitir más. Aquí un resumen divulgativo con más artículos citados: https://energyskeptic.com/2021/carbon-capture-and-storage/

[15] Y Pedro Prieto que gusta también hacer las cuentas en una servilleta: https://www.15-15-15.org/webzine/2020/12/07/un-breve-analisis-de-la-eficiencia-de-ciclo-completo-de-la-economia-del-hidrogeno-verde/

[16] Para los que aprendemos de la historia: en realidad no hay nada nuevo bajo el sol salvo el invento de términos y técnicas de marketing nuevas. Términos que tienen décadas como Natural Capitalism, Capitalismo Verde, Desarrollo Sostenible (débil) o Crecimiento Sostenible, en realidad son el mismo rey desnudo vestido con los mismos ropajes. Es una pena que no se aprenda de las lecciones de la historia, pero el propio mito del progreso lo impide. Ecología Industrial, Factor 4 y 10, son términos de décadas que hoy se llaman “Economía Circular” (factor infinito). Cada vez más pretenciosos, eso sí, porque la separación entre el Antropoceno y la Vida aumenta.

[17] https://doi.org/10.2298/TSCI170220099F

[18] Salvo para evitar respirar contaminantes en sitios cerrados o tomar en cuenta cuestiones ecofeministas, no tiene sentido alguno.