miércoles, 7 de noviembre de 2012

Una entrevista muy singular


 
Queridos lectores,

Ayer se grabó la entrevista que me hicieron para el programa "Singulars" (emitido por el Canal 33 y por TV3, dos cadenas autonómicas catalanas). Nunca antes había estado en un plató de televisión y fue una experiencia como mínimo original e interesante, a la par de bastante estresante para mi. Creo que la entrevista no salió mal del todo (a pesar de mi falta de pericia, por no decir torpeza, en algunos momentos), pero eso lo podrán juzgar Vds. mismos si residen en Cataluña (se emite por el Canal 33 a las 22:53 de hoy, y la repiten unas cinco veces más después en diferentes horarios y canales). Tranquilos: si no residen en Cataluña también podrán ver el vídeo por internet, siguiendo el enlace que en unos pocos días pondré justamente aquí.

Horarios de emisión. Lo de "uno de los máximos expertos internacionales", en fin...
 

No hay muchos elementos nuevos ni originales en la entrevista, aunque el esfuerzo de condensar las ideas deja algunos posibles hallazgos argumentales. En aras de completar lo que dije en la entrevista, y también para hacer posible seguir la discusión a aquellas personas que no entienden el catalán, he decidido hacer aquí un post resumiendo algunas ideas clave, que en realidad están más desarrolladas en la entrevista. Eso sí: no dejen de verla, ya sea por televisión o por internet. Piensen que la continuidad de este programa atrevido y vanguardista depende en parte de que se demuestre que la audiencia tiene interés en él. Además, hacia el final Jaume Barberà me hizo preguntas bastante incisivas y yo contesté sin pelos en la lengua.

Vamos, pues, con la sinopsis de la entrevista: 
 



Hace unas semanas hubo una reunión de los representantes en cada estado de la Reserva Federal (Fed) americana. Discutían sobre la nueva ronda de alivio cuantitativo (quantitative easing, que en esencia consiste en imprimir dinero para pagar deuda pública) con la que se pretende estimular la economía de la primera potencia mundial. Y uno de los gobernadores dijo esa frase, que parece un análisis bastante certero: "Nadie en la Fed sabe qué está frenando a la economía". Que los responsables de la política monetaria estadounidense, gente muy preparada, no sepan qué pasa es bastante significativo sobre el curso de esta crisis. Yo hablaré de un factor que, si bien no nos permite predecir a dónde vamos sí que nos permite saber a dónde no vamos: la energía.











 
El consumo de energía en España se está desplomando, especialmente el consumo de petróleo (franja roja), que de 2008 a 2011 ha caído un espectacular 18%. Tal caída no está siendo compensada con un aumento de otras fuentes: en general, las otra fuentes se mantienen relativamente estables excepto el gas, cuyo consumo también decae. El conjunto de toda la energía consumida en España (hasta la curva que limita la franja naranja) ha caído un 12%. Pero en 2012 las cosas van aún peor: el consumo de petróleo en España ha retrocedido, sólo en este año, más de un 10%.

Una caída tan brutal de la energía consumida ha de tener importantes efectos económicos. La visión clásica de la economía sobre estos fenómenos pasa por considerar la energía una mercancía más y explica su caída como una consecuencia de la grave crisis económica que estamos viviendo. Sin desdeñar que la crisis es una respuesta a múltiples factores, veremos que la energía no es una mercancía más y que los problemas de suministro en particular del petróleo están teniendo un gran impacto económico.















En realidad, energía y economía están íntimamente relacionadas. El gráfico que se presenta muestra el PIB de la Tierra en dólares constantes de 2000 (por tanto, descontando la inflación) y usando paridad de poder de compra (con lo que se corrigen los efectos de cambio de divisa) en el eje horizontal; el eje vertical es para el consumo total de energía en todo el planeta, en este caso tomada en millones de toneladas equivalentes de petróleo en energía. Los valores son anuales. Y no es de extrañar tan fuerte correlación: energía es la capacidad de hacer trabajo. Dado que tenemos energía y en grandes cantidades somos capaces de mover toneladas de lo que sea con un camión o de iluminar este plató con potentes focos y tener un buen aire acondicionado. Amplificamos enormemente nuestro output económico porque disponemos de cantidades grandiosas de energía. Pensemos que, según el último informe anual del BP, en el mundo se consumen hoy una cantidad de energía equivalente a tener de manera continuada una potencia de 18 Tw. Ese número, 18 Tw (una cantidad de vatios que es 18 seguido de 12 ceros) no dicen nada a la persona de la calle, pero si dividimos esa potencia media por el número de habitantes de la Tierra, 7.000 millones, nos resulta que tocamos a 2.500 vatios por persona de este planeta. Esta cifra nos es más común: viene a ser como la potencia de un horno microondas. Pero no perdamos de vista que nuestro consumo energético equivale a gastar esa potencia cada segundo de cada día de todo el año. Y si pensamos que un ser humano adulto es una máquina de unos 100 vatios, esto representa tener 25 esclavos energéticos que trabajan para cada habitante de este planeta, de manera incansable, cada segundo del día, los 365 días del año. Y como en el mundo todo está mal repartido, en realidad algunos tienen más y otros menos. Así, en España y en Cataluña tocamos a 45 de esos incansables y esforzados esclavos; en Alemania o Francia, a 60, y en los EE.UU., a 120. Gracias a tener tan colosales cohortes de esclavos detrás de nosotros hemos conseguido aumentar tanto nuestra producción de bienes y servicios, nuestro PIB, y por eso la correlación entre PIB y energía es tan fuerte.












La visión económica clásica, según la cual la energía es una mercancía más, afirma que si realmente hubiera un problema de escasez energética y particularmente de petróleo, tendría que notarse porque el precio de esta mercancía subiese y subiese sin límites hasta valores prohibitivamente altos, donde se equilibrase con la demanda. Tal visión deja de lado el hecho de que la energía es un bien esencial, es el motor de la economía, y que sin ella nuestro sistema económico y productivo simplemente no puede funcionar. Un profesor de economía de la Universidad de California San Diego, James Hamilton, ha estudiado con detalle cómo se propaga el coste de la energía y particularmente el petróleo dentro de la estructura de costes de la economía de los EE.UU., y ha llegado a la conclusión de que cada vez que el precio del petróleo supera un cierto umbral de dolor la economía empieza a sufrir y le da una especie de ataque al corazón. Como el petróleo se infiltra en toda la estructura de costes, los empresarios observan que todo se hace más caro y la gente cada vez tiene menos renta disponible para gastar, sus márgenes se reducen y al final se ven obligados a cerrar: cierran fábricas, cierran tiendas y mucha gente se va al paro. Al caer la actividad y el consumo cae la demanda, con lo que el precio vuelve a caer, y así hasta que de nuevo la demanda crezca y vuelva la tensión de precios y un nuevo ataque al corazón de la economía. Lo malo es que entre ataque y ataque la gente no recupera su trabajo, sino que cada vez hay más parados y excluídos sociales, incapaces de consumir como lo hacían antes. Poco a poco nuestra sociedad se va degradando.

Este umbral doloroso se sitúa en unos 90 dólares por barril, a precios de hoy. La gráfica que enseño es del artículo original de Hamilton y acaba en 2009; pero si miramos lo que ha hecho el precio después veremos que ha vuelto a subir desde finales de 2008, y que ahora llevamos más de un año con precios sostenidos por encima de los 100-110 dólares por barril. Ese dolor continuo es el que está precipitando a todas las economías occidentales a la recesión.

El problema grave es que ese umbral de dolor no está en el mismo sitio para nosotros y para economías más pujantes, emergentes, como las de India y China, que lo tienen más elevado (en torno a 120 dólares por barrila); y así nosotros vamos poco a poco cediendo capacidad de consumo de petróleo y ellos la van ganando. Toda la OCDE en su conjunto retrocede en su consumo de petróleo a un ritmo del 3% anual desde 2005.













Que algo particular está pasando con el petróleo es cada vez más evidente. La figura que muestro arriba es una gráfica de un estudio publicado en una revista científica de prestigio, Nature, el pasado mes de Enero. Es una gráfica que se denomina de "elasticidad de la producción de petróleo". El eje horizontal refiere a la producción media de barriles de petróleo crudo, expresados en millones de barriles diarios, para diversos trimestres durante los últimos 14 años. El eje vertical refiere al precio de esos barriles, expresado en dólares por barril. Se ve que hay dos tipos de comportamiento. Hasta 2004 (puntos azules), la producción de petróleo crudo era muy elástica: una pequeña variación del precio (pequeño desplazamiento en la vertical) llevaba a una gran variación de la producción (gran desplazamiento en la horizontal). A partir de 2005 (puntos negros), el comportamiento cambia radicalmente y la producción se vuelve muy inelástica: una gran variación en el precio (gran desplazamiento en la vertical) lleva a una pequeña variación de la producción (pequeño desplazamiento horizontal). El comportamiento inelástico es una señal inequívoca, de manual, de que la materia se ha vuelto escasa; y tal inelasticidad o escasez ya dura 7 años. No es un problema de inversión, sino de disponibilidad real de la materia. Recordemos que queremos el petróleo como fuente de energía (no sólo, pero principalmente) y por tanto no es una cuestión sólo de cuánto dinero gastamos en obtenerlo, sino -y más importante- de cuánta energía nos cuesta obtenerlo. Porque si gastamos más energía de la que cuesta extraerlo estamos peor que al principio. Y poco importan cuánto quede en el subsuelo, si no somos capaces de extraerlo con un coste energético asumible y al ritmo que nos interesa. Ése es el problema del Peak Oil: no importa cuánto queda ahí abajo, sino a qué ritmo lo puedes extraer.













Y es que efectivamente la producción de petróleo crudo ha tocado techo, como reconoció por fin en 2010 la Agencia Internacional de la Energía. La AIE siempre da previsiones muy optimistas de cara el futuro, pero poco a poco las ha ido rebajando: en 2007 la AIE anticipaba una producción de todos los líquidos del petróleo de 120 millones de barriles diarios (Mb/d) para 2030; sólo 3 años más tarde, en 2010, rebajó esa marca a 96 Mb/d para 2035 (una reducción del 20% y a cinco años más). Y por fin en 2010 reconoció que el petróleo crudo, el que realmente sale del subsuelo, llegó a su máximo productivo en 2006 y nunca más volverá a subir. En realidad, los campos actualmente en producción (franja azul oscuro) decae a un ritmo muy rápido, de tal modo que en unos 10 años su producción será aproximadamente la mitad que ahora. Esta caída de producción es natural y continuamente se están poniendo en marcha nuevos yacimientos para compensar esta caída. La AIE estima que la caída podrá ser compensada, llevándonos a una producción plana durante los próximos 25 años, gracias a la aportación de los campos que se conocen pero aún no se explotan (franja de color azul claro) y a la de los campos de petróleo que aún se tiene que descubrir. En realidad, es bastante dudoso que esa meseta se pueda mantener: respecto a los campos conocidos pero no explotados, se trata de petróleo muy caro de explotar, y ya sabemos que nuestra economía no tolera cualquier precio, con lo que una parte de éste no se podrá aprovechar; y en cuanto a los campos por descubrir, la AIE asume que el ritmo de descubrimientos será de unas cuatro veces el de los últimos 20 años (!).

La AIE aún estima que lo que denomina "todos los líquidos del petróleo" (el petróleo crudo más unos malos sucedáneos de mayor coste productivo y menor rendimiento energético) puede hacer que la producción total suba. Sin embargo, esos sucedáneos que completan la producción tienen muchas limitaciones. Por ejemplo, los líquidos del gas natural no sirven para sintetizar diésel; de hecho, se está produciendo ya una carestía global de diésel, que pronto llamará a nuestra puerta. Y en cuanto a los otros petróleos, denominados "no convencionales", son muy limitados, siendo los más importantes en volumen los llamados biocombustibles que generalmente tienen mal rendimiento energético (se consume casi tanta energía en su producción como la que luego devuelven).











En muchas ocasiones se dice que el peak oil - el hecho de que el petróleo llegue a su máximo productivo- es una teoría, sin tener el cuenta el hecho que en una cincuentena de países es un hecho perfectamente constatado, y que lo único que está en discusión es cuándo se producirá a escala global. Es interesante fijarse en la historia productiva de algunos países para ver qué ha pasado y qué está pasando (seguidamente veremos las gráficas originales que no pudieron ser incluidas para su presentación en la televisión, todas ellas obtenidas de la web Flujos de Energía usando datos del BP Annual Review):

 
Argentina llegó a su peak oil particular en 1998. Desde entonces su producción no ha parado de bajar, al tiempo que su consumo interno subía. Al final, el año pasado Argentina dejó de ser un exportador neto, lo cual es muy duro para un país que llevaba dos décadas viviendo de los ingresos del petróleo, y que explica en buena medida los últimos movimientos en la nación austral. Este fenómeno, de que el creciente consumo interno reduce muy rápidamente las exportaciones cuando se pasa el peak oil, es bastante generalizado en todo el mundo.


Venezuela es todavía un país exportador, pero como su peak oil fue en 2000 sus exportaciones están decayendo rápidamente.


El caso de las dos naciones que explotaron los campos del Mar del Norte es bastante paradigmático. El Reino Unido explotó de manera intensiva sus campos, siguiendo el ritmo del mercado. En 2000 llegó a su peak oil y en 2005 dejó de ser un país exportador. A pesar del descenso de consumo por la crisis, su producción cae más rápido y el país cada vez importa más petróleo.



Noruega ha sido mucho más conservadora en la explotación de sus campos, manteniendo además su propio consumo en ritmos moderados. Aún así, llegaron a su peak oil particular en 2000 y desde entonces la producción y las exportaciones caen a un ritmo rápido.


Yendo ya a Asia, un caso curioso es el de Indonesia. En 1991 llegaron a su peak oil y desde entonces la producción, con altibajos, ha ido cayendo. Desde 2003 aproximadamente el país es importador de petróleo, pero paradójicamente perteneció a la OPEP (Organización de Países Exportadores de Petróleo) hasta hace dos años. Su consumo interno crece y crece y hacen de Indonesia un cada vez mayor importador.

 
El último caso que veremos en detalle es el de Irán. Es uno de los pocos países que podrán mantener sus exportaciones, aunque hay dudas sobre cuándo su producción comenzará a declinar (algunos analistas creen que será en breve) y encima su consumo interno crece deprisa.

El caso es que los cada vez menos exportadores tendrán que vender sus cada vez menores exportaciones a un conjunto mayor de naciones importadoras y con consumos crecientes. Con las tendencias actuales en importación y consumo en 2018 las exportaciones de petróleo sólo podrían satisfacer las necesidades de China e India (!).














 

¿Y qué pasa con las otras energías no renovables? Las cosas no pintan mucho mejor: el fenómeno de máximo o cenit de producción es generalizado. Se estima que el cenit de la energía (que no del volumen) de carbón será en algún momento entre 2011 y 2020. En cuanto al gas natural, su cenit se hará esperar más pero es muy probable que se produzca entre 2020 y 2040. Y en cuanto al uranio se espera en algún momento entre 2015 y 2035, aunque algunos estudios apuntan a que será más bien la primera fecha (y eso sin contar con las implicaciones de la finalización del programa Megatons to Megawatts). Tengan en cuenta que petróleo, carbón, gas y uranio representan el 92% de toda la energía que se consume en el mundo, así que su próximo declive es un problema de primera magnitud. Para terminarlo de agravar, el fenómeno de llegada al máximo productivo no es exclusivo de las materias primas energéticas, sino de casi todo (peak everything). Por ejemplo, el oro lleva declinando a un ritmo del 1% desde 2010. Peor aún, se espera que el cobre empiece a declinar desde 2018, y con una menor producción de cobre será complicado continuar la electrificación de la sociedad.











Uno de los grandes problemas asociados a la escasez de petróleo es que la producción de muchas materias primas dependen de un gran consumo de energía, y particularmente del petróleo, para su producción. Hay que pensar que, por ejemplo, una mina típica de cobre tiene una concentración del mineral de cobre -pirita- del orden del 1 por 10.000. Es decir, hay que triturar 10 toneladas de roca para poder extraer un kilo de material, que después se ha de tratar y refinar para extraer el cobre. Todo lo cual se consigue con enorme maquinaria: excavadoras, camiones, etc, y por tanto un gran consumo de energía. Por eso, desde que el petróleo superó su punto crítico en 2005 muchas materias primas le siguen, y así se hacen más caras cuando el petróleo sube, y se abaratan cuando éste lo hace. Eso agrava los repetidos "ataques al corazón" que sufre nuestra economía y disminuye aún más la capacidad de consumo de la gente. Y el problema es que esto no afecta solo a los metales, sino también a la alimentación, a la ropa...


















  
 ¿Y qué pasa con las energías renovables? Sin duda, la energía renovable es clave en nuestro futuro, y sin duda será lo único que tendremos en el largo plazo, así que debemos apostar decididamente por ella. Es más: deberíamos aprovechar esta época en que la energía aún es asequible para garantizar una transición ordenada. Sin embargo, no podemos esperar que la energía renovable nos suministre la gigantesca potencia que es la base de nuestra sociedad. Las renovables tiene numerosas limitaciones (discutidas en este blog en la serie "Los límites de las renovables", usar esa expresión en la barra del buscador) y es más que dudoso que puedan aportar ni de lejos toda la energía que actualmente consume nuestro mundo, y eso bajo una perspectiva de consumo muy desigual con zonas opulentas y otras muy pobres. Nosotros hicimos un estudio encarando algunos de los requerimientos de un sistema 100% renovable y llegamos a la conclusión de que era técnicamente factible, pero si desde ya se emprendía un gran esfuerzo societario, comparable a una economía de guerra y durante varias décadas, para acabar después en una economía estacionaria, sin crecimiento. Además, una parte importante del problema actual de las renovables es que se orientan a la producción de electricidad, cuando en realidad la electricidad es sólo el 21% del consumo de energía final en España, y sustituir el otro 79% puede ser factible pero no fácil.
















En realidad, estamos intentando resolver el problema equivocado. Buscamos fuentes de energía alternativa, incluso, en casos extremos, creyendo a farsantes que nos prometen energías libres y prestando oídos a los fanáticos de la teoría de la conspiración, sin entender que la energía es, por definición, una cantidad limitada y que la termodinámica implica que no puede haber milagros. Pero no nos paramos a ver la incongruencia mayor, que es la de nuestro sistema económico y productivo. ¿Cuántas veces hemos oído que para que las cosas vayan bien el PIB ha de crecer un 2,5% o más al año? Tal tipo de crecimiento es muy rápido, exponencial, porque implica que las cosas se duplican cada cierto plazo fijo. Así, con un crecimiento del 2,8% anual nos encontramos que las cosas se duplican cada 25 años, se multiplican por 4 cada 50 y por 16 cada siglo. Pero, ¿se imaginan Vds. una Cataluña o una España en que el PIB, es decir, la producción de bienes y servicios, fuese 16 veces la actual? ¿16 veces más carreteras? ¿16 veces más coches? ¿16 veces más turistas, más iPhones, más de todo? Tal modelo de desarrollo es completamente absurdo y nos lleva a chocar con los límites del planeta, que no deja de ser un bola redonda y por tanto finita. Sin embargo, la teoría económica estándar parece creer que la Tierra es un plano infinito. [Este ejemplo tan visual, igual que el de los esclavos energéticos, es mérito del maestro Pedro Prieto, al cual no mencioné en la entrevista, pero al que quiero reconocer ahora aquí. No dejen de visitar la página web de su asociación].

















El crecimiento exponencial también se da a veces en la Naturaleza, en forma de plagas. Tal comportamiento expansivo siempre acaba de la misma manera: se agota el alimento y los animales mueren en masa. Es un comportamiento autoregulado, es la manera que tiene la Naturaleza de limitar aquello que no puede crecer eternamente si no sabe parar a tiempo.

















Tal tipo de autoregulación o ajuste automático también puede pasarle al hombre; es lo que conocemos como colapso de la civilización. No es algo tan extraordinario: sabemos de 26 civilizaciones en la Historia que han colapsado antes que la nuestra, en algunos casos por falta de recursos, y en algunos casos hasta la extinción total o casi total de la población. No se puede descartar, por tanto, que tal cosa pudiera pasar ahora. Pero no es algo necesario e inevitable. Tenemos medios y tenemos conocimiento. Prefiero pensar que somos más inteligentes que una hormiga o una langosta.
















¿Qué es lo que nos empuja a crecer sin cesar? Esencialmente, el crédito con interés. Cuando se concede un crédito se espera que quien lo reciba lo devuelva, y con un interés. Un porcentaje. Por ejemplo, el 2,8% anual. Es decir, capital más interés será el doble en 25 años, el cuádruple en 50 años, dieciséis veces en 100 años. Ya volvemos a estar en las mismas. Y tal necesidad de crecer nos empuja a aberraciones como el despilfarro, la obsolescencia programada o las externalidades ambientales. La única manera de escapar de este círculo vicioso no es con parches (ahorro, eficiencia, etc) sino cambiando radicalmente de modelo productivo y financiero.















 
La situación se presenta, por tanto, muy complicada y en un plazo muy breve de tiempo: no podremos compensar el rápido declive de los campos de petróleo en explotación y en los próximos años tendremos que aceptar ir perdiendo una cantidad significativa de nuestro consumo, que si no nos adaptamos adecuadamente producirá mucha miseria y exclusión. Ahora, ¿cómo es que de un tema tan grave no se hable? ¿Que nuestos líderes no sepan nada?
 














 
Por supuesto que es un tema conocido; no explicaré una vez más en detalle todos los informes de los últimos años: cada año hago una glosa que pueden consultar en el post de 2010 y en el de 2011 (y habrá algunos que irán al que haga a finales de 2012). Pueden consultar también un post específico que hice sobre el borrador del Plan de la Energía y el Cambio Climático en Cataluña. El problema es que resulta imposible reconciliar la realidad de la imposibilidad de un crecimiento infinito con el actual paradigma, que no estamos dispuestos a abandonar. De ahí la inacción y la inoperancia de nuestros líderes.















Las conclusiones hablan por sí solas, pero si quieren detalles más jugosos... tendrán que ver la entrevista.


Gracias por su atención.

Salu2,
AMT

viernes, 2 de noviembre de 2012

Tendiendo puentes sobre la Garganta de Olduvai (III)

Queridos lectores,

Rafael Íñiguez me ha hecho llegar la tercera parte de su serie de posts (pueden encontrar los dos primeros de la serie aquí y aquí), tan bien documentada como siempre. Espero que la disfruten.

Salu2,
AMT 



Tendiendo puentes sobre la garganta de Olduvai. (III)

En este 3er post veremos las formas de generación de electricidad incluidas en el ‘
régimen especial’, compuesto principalmente a partir de fuentes renovables, que recordemos, producen el 3% de la energía primaria mundial.





Salvo la energía de las centrales nucleares y la geotérmica, el flujo de energía que sostiene la vida en la tierra procede del horno de fusión nuclear que funciona en el sol, es decir, de la capacidad de las estrellas de transformar materia en energía (
E = mc2).

La magnitud de la energía solar irradiada diariamente a la tierra es 3,7 x 10^21 calorías, cifra que supera en 100 veces el consumo total de la civilización humana en un año. Del 37% al 39%, el llamado albedo, es reflejado al espacio, y el resto ilumina el planeta y calienta los océanos, los continentes, la atmósfera, produciendo las estaciones por la circulación de fluidos sobre su superficie. Produce los vientos, las precipitaciones y fuerza la función clorofílica. El propio flujo es la vida, lo llamamos energía y nadie la llega a comprender completamente, pero es la esencia de nosotros mismos.

Anteriormente hemos hablado del empleo de esta misma energía solar, pero ya almacenada para producir electricidad, la hemos llamado energía fósil y son restos de materia viva almacenada durante millones de años. El haberla encontrado ya atesorada nos ha permitido romper las limitaciones temporales, pero hace poco hemos encontrado un techo en su recuperación para poder usarla, y ahora recurrimos a la matriz, pero debemos recolectar, y como estamos acostumbrados a consumir tanto como hemos querido, para continuar con ese modelo debemos recolectar a una gran escala. Son flujos renovables y como la gallina de los huevos de oro se reponen cada día con la salida del sol, pero dada su gran dispersión, su captación no es fácil, además en un sistema como nuestro planeta nada es inútil, por donde fluye realiza trabajo, un trabajo que desplazaremos a nuestro fines y que el sistema natural ya no recibirá. Asumimos alegremente que tomamos ‘poco’, decíamos lo mismo de los atunes o las anchoas que capturábamos en los enormes océanos, y sin embargo ya casi los hemos extinguido, ¿Hasta dónde podremos llegar?, ¿Qué mecanismos podremos disparar? o ¿Que hemos ya iniciado?


Las captación masiva de energías renovables, ha sido un nuevo horizonte, estaban ahí y las veíamos fluir libres, a nuestra disposición, pero con las primeras nubes de la tormenta del encarecimiento del petróleo y la aparición del cambio climático, decidimos utilizarlas ‘industrialmente’, primero a pequeña escala, pero en poco tiempo y con el capitalismo y el BAU en su apogeo se ha convertido en una gran actividad industrial y financiera más.


Su etiqueta verde, al evitar emisiones de CO2 es otro gran atractivo, pero relativo ya que una gran parte de sus actividades asociadas si lo hacen y en unas cantidades nada despreciables. Son actividades casi monopolizadas por grandes corporaciones con expectativas de grandes beneficios y han realizado el paso previo: grandes inversiones. Pero existe un gran peligro, el hombre suele confundir tecnología con energía y éste es un error fatal, además no existen referencias históricas y sus resultados a largo plazo, aun son 'experimentales'.

Porque... ¿qué ha pasado?, ¿Por qué son altos los precios de la electricidad renovable y tan controvertida su aportación actual? En España se les culpa mayoritariamente del déficit de tarifa, esto es porque reciben primas y si bien sus costes de O&M variables son cero, es decir que el viento, el sol o el calor volcánico son “gratis”, los costes de O&M fijos (mantenimiento puro) y los costes de capital e inversión por cada megavatio son más elevados que los del régimen ordinario, por lo cual no son rentables de por sí en el sistema actual. Además sus factores de carga máximos (del 20% al 45%) son bajos y discontinuos, (necesitando respaldo), las instalaciones están expuestas a la intemperie y muy distanciadas de los puntos de consumo, sufriendo un mayor deterioro, requiriendo mayor inversión para el transporte y teniendo mayores pérdidas en este proceso. Veremos algunas de sus particularidades más significativas, como factores de carga, precios, TRE's, rentabilidades económicas, necesidades de ajustes en la red, problemas medioambientales, sus ‘primas’ a la producción y otras cuestiones.



En la tabla de costes ecualizados a continuación, les recuerdo que los colores de las cifras son valores "favorables" cuando son
verdes y de tonalidad clara, los neutros son amarillos y "desfavorables", los rojos y más oscuros, la "mezcla de colores" de cada línea están en la columna final con el total. Por este criterio, las renovables, aparecen como desfavorables ‘ farolillos rojos’ en la columna 'total' de la tabla.





Fuente: EIA (Department Of Energy de EEUU), Annual Energy Outlook 2010.


Conviene señalar que para mí, el valor económico ‘límite o frontera’ es el precio del MWh producido con petróleo. Tomemos el precio del barril de Brent por ser la referencia menos distorsionada y con un valor actual de unos 110-115 $/barril, y asignándole un contenido energético de 1,6 MWh/barril, si aplicamos las oportunas conversiones y descuentos, (1/3 de aprovechamiento) resulta que producir 1 MWh eléctrico con petróleo cuesta ahora unos 198 $ ó 151 € (¡Sólo en combustible!). Pues bien, cualquier forma de producir electricidad por encima de estos costes carece de rentabilidad energética e incluso hacerlo cerca de estas cifras no tiene sentido, en el ámbito termodinámico, de ahorro de emisiones y económico. La excepción sería usarlo en instalaciones aisladas de las redes de distribución en las cuales los costes adicionales de conexión y la carestía de las alternativas justificarían estas cifras como aceptables.

Generación eléctrica eólica









En el año 2011 el 2,8 % de la electricidad mundial fue producido por el viento, el coste total de este tipo de generación es alto, el problema principal es la dispersión, las
corrientes de aire aprovechables solo se encuentran en ciertos ‘pasillos’ y a determinadas alturas, por lo cual en la práctica solo se pueden instalar con rentabilidad un número limitado de aerogeneradores.

Los aerogeneradores son máquinas que capturan la
energía cinética del viento transfiriéndola al eje de un alternador y por la ley de Lenz, la convierten en energía eléctrica. Son de gran tamaño, caras y complejas, el coste del Kw instalado oscila entre unos 1.700 a 5.000 $. Tiene un acceso y mantenimiento muy difícil, peligroso y costoso, además de estar muy expuestas a todo tipo de problemas mecánicos, precisamente por intentar ‘domar’ las fuerzas de la naturaleza. Podríamos citar como orígenes de averías:

  • Problemas mecánicos 40 %. Rotura o desgaste de engranajes y cojinetes por defectos del material, fatiga, uso de aceite indebido, altas temperaturas del aceite, vibraciones, sobrecarga, etc. 
  • Caída de rayos 20 %. Hasta 10 impactos de rayos en cada pala por año. 
  • Incendio 7 %, por rayos o por sobrecalentamiento de cojinetes, fallos en el sistema de lubricación (Un generador cuenta con entre 200 y 400 litros de aceite de lubricación en su interior), corto circuitos y, especialmente, por chispas durante los trabajos de mantenimiento, combatir un incendio en lo alto del aerogenerador es muy difícil y normalmente concluyen con la destrucción total de la góndola.  
  • Rachas de viento 4 %. 
  • Otros 28,5 % (electrónica, hidráulica...)

Su diseño electro-mecánico está sobredimensionado para el peor de los escenarios ya que su régimen de carga será muy variable, por lo cual debería presentar una robustez que será infrautilizada en la mayor parte de su vida útil, por lo que su diseño nunca será el más eficiente.





Si observamos la tabla anterior observamos que por unos 203.000 MWh instalados tenemos 158.000 turbinas, todas funcionando aisladas y en altura, con una instalación y mantenimiento individual, esto explica los altos costes de O&M fijos. También es un gran riesgo la estimación de vida útil de 20 o 25 años, cuando por ejemplo en Holanda hay parques que ya han terminado su vida útil a los
12 años de explotación.





Eólica terrestre. Al estar sobre el terreno es más viable, aunque necesita una gran inversión y financiación, además requiere del apoyo económico de primas por la producción. Los aerogeneradores estandarizados actualmente suelen ser de 2 MW, las instalaciones tienen un coste de 1.800 a 2.050 $/Kw instalado (2011). Requieren la construcción de todas la infraestructura: grandes viales, cimentaciones, líneas eléctricas, telemetría, los propios aerogeneradores, gastos administrativos, etc. Y un plan de desmantelamiento tras su clausura. Su vida útil se estima en unos 20 años durante los cuales debería rentabilizarse. Los costes de mantenimiento, financieros, la amortización y las cargas impositivas tienen que ser cubiertas prioritariamente y después aparecerían los beneficios. Para esto sólo existe una premisa, que el factor de carga, la TRE y las condiciones económicas cubran el esfuerzo inversor. La O&M puede cuantificarse por MWh producido y se mueve en una horquilla desde los 8 a los 20 €/MWh, también puede calcularse sobre el Kwh instalado y año (sobre 30$), la rentabilidad de uno u otro caso viene condicionada por el factor de carga. Hay expectativas de hasta un 35%, siendo estas muy optimistas ya que suelen funcionar unas 2.200 h/año (25%). La TRE también es muy volátil y hay horquillas de cifras desde el 10:1 al 30:1, en cualquier caso y desde la paralización de concesión de licencias con primas (en España importan sobre un 40% sobre precio del pool) prácticamente no se han realizado nuevas inversiones y las principales empresas de fabricación de aerogeneradores han perdido hasta 20 veces su valor de cotización. Existen corrientes de opinión que consideran que su apogeo es consecuencia de la abundancia de energía fósil, por lo cual las denominan "fossil fuel extenders", y condicionan su viabilidad a la alta TRE de los combustibles fósiles, que cada día decrece, sobre todo por haber sobrepasado el petróleo su cenit de producción y sufrir un declive y encarecimiento continuo.








España tiene instalados 21.573 MW, un 21% del total instalado en 19.606 generadores (2.011) y produce el 16 % de la demanda con un
factor de carga del 23% (REE 2011), muy ajustado y por debajo de las previsiones del 35% de los estudios iniciales. Necesita respaldo de otros sistemas de generación (principalmente gas C.C.), dependiendo de su disponibilidad. Ahora, por la caída de la demanda y su preferencia para entrar al pool, su aportación es relativamente alta respecto a la producción del régimen general, lo que complica el equilibrio de la red por su mayor ‘peso’. Otro efecto colateral es el dado por el propio diseño de las subastas eléctricas, que ahora acaban en precios más bajos, ya que el mecanismo de la formación de precios, estaba diseñado para un sistema en continuo crecimiento.

Eólica offshore. Otro medio en el que existe un mayor potencial energético del viento, es en el mar, sobre las plataformas continentales de las zonas costeras hasta unos 30 m. profundidad, aunque existen proyectos de parques flotantes en aguas profundas (mayores de 150 m.). Buscando estos rendimientos y afrontando mayores dificultades, una pequeña parte de las instalaciones de aerogeneradores son marinas, la mayor velocidad de los vientos por las menores pérdidas de la orografía, y su constancia (mayor factor de carga) en algunos casos compensan las dificultades de acceso, mantenimiento, instalación y el extremo y corrosivo ambiente marino. Su porcentaje de implantación es muy pequeño, sobre el 1,64% de la potencia eólica mundial instalada, pero existen expectativas de crecimiento. Su TRE choca con los costes de generación actual, de 184,5 € MWh, el alto valor de la inversión inicial de casi 4.500 $/Kw y los costes de mantenimiento que superan el doble de los de la eólica terrestre. En España no funcionan instalaciones aún, pero si existen proyectos.








El tema de los inconvenientes del uso de la ‘ecológica’ energía eólica es muy controvertido. Nada cuando se usa intensivamente es inocuo, los modelos naturales están necesariamente en equilibrio y extraer tanta energía del medio lo alterará y nos cobrará cánones. Algunos de estos son: la contaminación acústica, la mortandad de las aves, el impacto en el paisaje, los desmontes y movimientos de tierras para construir los accesos y servicios, los vertidos de aceites minerales por la fugas y averías de las transmisiones y multiplicadoras,
los cambios del clima local y quizás regional por la modificación de las corrientes de aire. En las instalaciones offshore los posibles efectos del electromagnetismo de las líneas de alta tensión sobre la fauna marina, las estelas provocadas por las turbinas y otros efectos que desconocemos... El tiempo y los hechos nos mostrarán lo acertados o errados que estamos.

Generación eléctrica Fotovoltaica y Termo solar.

La mejor forma de aprovechar la energía solar sería usarla directamente, pero por la dispersión con que llega a la Tierra con una media de 175 W/m2 necesitamos utilizar mucha superficie para obtener las cantidades suficientes para abastecer nuestra demanda. Como lo que pretendemos es obtener electricidad, los métodos que usamos son básicamente dos, obtenerla directamente mediante paneles fotovoltaicos o producir un gran aumento de temperatura y obtener la electricidad mediante máquinas térmicas de ciclo de carnot.




Estas soluciones implican dos disciplinas de ingeniería:



Generación eléctrica por Efecto fotovoltaico, que es la transferencia parcial de la energía luminosa de los fotones, en energía eléctrica (diferencia de potencial) a los electrones. (Heinrich Hertz ,1887).







Las célula fotoeléctricas, son dispositivos electrónicos que permiten realizar la transformación. Están compuestos de un material que presenta
efecto fotoeléctrico, es decir, absorben fotones y emiten electrones. Cuando estos electrones libres son capturados, el resultado es una corriente eléctrica que puede ser utilizable para nuestros usos. Aprovechando el comportamiento físico de estas sustancias y después de una gran labor de I+D, hemos desarrollado una industria capaz de fabricar ‘paneles fotovoltaicos’ comerciales de rendimientos eléctricos de hasta el 30% y una vida útil estimada de 30 años.



Estas cifras son ‘aceptables’ para la incorporación de estos sistemas de producción en las redes eléctricas. Las potencias se denominan en
vatios pico, la electricidad generada es en forma de corriente continua por lo que se necesitan dispositivos inversores para convertirla en corriente alterna a la que hay que sincronizar a 50 Hz (en Europa) y posteriormente elevar su tensión para distribuirla por la red eléctrica comercial. Su O&M fijos son bajos (0,006 $/Kwh) pero su TRE es muy baja (de 2:1 a 10:1) y su factor de carga (22%) es pequeño, además de que los mayores rendimientos se producen cerca del ecuador terrestre, lejos de la mayoría países desarrollados. En algunas instalaciones se pueden mejorar con un sistema de seguimiento del sol para aumentar la exposición. La baja TRE y factor de carga hace que se necesiten 'primas' para decidir a los ‘inversores’ a entrar a competir al mercado mayorista eléctrico. Estas primas son un ‘hándicap’ o equilibrador con el régimen ordinario.




Grupo b.1. Instalaciones que utilicen como energía primaria la energía solar. Dicho grupo se divide en dos subgrupos:

Subgrupo b.1.1. Instalaciones que únicamente utilicen la radiación solar como energía primaria mediante la tecnología fotovoltaica.

Subgrupo b.1.2. Instalaciones que utilicen únicamente procesos térmicos para la transformación de la energía solar, como energía primaria, en electricidad. (BOE núm. 126 de 26 mayo 2007.)

En España la generación solar Fotovoltaica en 2.011 fue de 7.912 GWh. en unas instalaciones de 4.099 Mw, el 4% del total instalado y con un factor de carga del 22% y aportando el 3% de la demanda.





Generación
termosolar.

Las producción se basa en concentradores a base espejos cilindro-parabólicos o espejos direccionables automáticamente que apuntan a una torre central y que funcionan como una “lupa” gigante calentando agua o ‘sales fundidas’ que circulan a alta temperatura y que mueven una turbina y un alternador. Simplificando es una central térmica, pero con calor procedente directamente del sol. La mayor ventaja respecto a la fotovoltaica es su capacidad de almacenamiento térmico de energía por la alta temperatura conseguida en los fluidos calentados en el concentrador. Su construcción tiene un alto coste inversor y un elevado coste de O&M fijo de unos 20$/MWh, alcanzando su factor de carga el 30% con una TRE menor de 4,2:1 por lo que ha necesitado también de primas.

En 2011, la termosolar en España generó 2.029 GWh. con 1.581 Mw instalados, el 1,5% del total español de 100.576 MW. y un 72 % de la potencia termosolar mundial. El factor de carga fue del 24,4%. 

Fuente: Abengoa


En España, las ventajas de tener las más bajas latitudes europeas y los grandes incentivos iniciales propiciaron este gran desarrollo, pero actualmente y por la cuantía alcanzada por sus primas, (ver cuadros) la congelación de las ayudas al sector renovable en general y la dureza de la crisis económica y financiera, han provocado la casi total paralización inversora en el sector renovable. No obstante en 2011, la generación con tecnología solar aún creció un 43%, con un incremento del 26% en la fotovoltaica y un 193% en la termoeléctrica.





 
Cogeneración. Son plantas con motores alternativos que usan gasóleo, fuel-oil o gas como 'carburantes'. Los rendimientos de este tipo de generación eléctrica no superan el 35% pero compensan su baja eficiencia térmica con un sistema de aprovechamiento térmico o CHP, (Combined Heat and Power). Se les denominan sistemas de cogeneración, con unos rendimientos globales que llegan al 85%. El sistema en general se basa en la producción de vapor a baja presión (hasta 10 bares), aceite térmico y en el aprovechamiento del circuito de alta temperatura del agua de refrigeración del motor. Son también usados para la producción de frío por absorción, bien a través del vapor generado con los gases en máquinas de doble efecto, o utilizando directamente el calor del agua de refrigeración en máquinas de simple efecto. Otro uso experimental es el de enriquecimiento de CO2 en explotaciones agrícolas de invernaderos para favorecer la fotosíntesis. Hasta las últimas modificaciones legales estas instalaciones se beneficiaban de primas a la producción que las hacía 'económicamente' rentable en pequeñas instalaciones distribuidas. Hoy día, por la reciente modificación legislativa y la supresión de estas primas, han perdido gran parte de la rentabilidad.




En España la potencia instalada denominada como ‘calor residual’ es de 68 MW,
REE la aglomera junto a: ‘cogeneración y resto’ teniendo el bloque instalado el 9% del total y cubriendo un 12%, de la demanda. (REE 2011)

Las energías
renovables por ser discontinuas, no ofrecen garantía de suministro. Esto implica que se debe aportar el servicio dentro de unos márgenes establecidos, es decir debe cumplir las directivas de calidad del servicio: los megavatios suficientes a los voltios, amperios y hercios que precisa el hardware de la red, debiendo existir instalaciones de respaldo para suplirlas cuando no producen o es insuficiente para satisfacer la demanda. Estas instalaciones hasta entonces ‘cobran por estar paradas’ y su funcionamiento en arranque-parada las somete a un gran estrés. También deben dejar de producir cuando la generación excede la demanda y el sistema no puede gestionar toda la energía que se le aporta. Ambas circunstancias desestabilizan, complican y encarecen al sistema completo.

Existen otras formas de generación como el aprovechamiento
geotérmico que es aquel que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra, tiene una pequeña aportación a las cifras de generación mundiales. Los lugares donde existe actividad volcánica cerca de la corteza terrestre y donde son aplicables son escasos y su utilización requiere una O&M fija cara y una gran inversión. A favor, su factor de carga en muy alto (90%) y nulo el gasto en O&M variable. Las aplicaciones suelen ser locales y por tanto con muy pocas pérdidas en el transporte. En España su aplicación es testimonial en calefacción y balnearios.


Quedarían también por citar otros tipos de generación en ‘régimen especial’, como la
minihidraúlica, el tratamiento de residuos, los propios residuos, el biogás, la térmica renovable o biomasa, etc. que son los otros componentes del ‘resto’ antes mencionado junto con la cogeneración y que completa este grupo especial de generación eléctrica en España.

Fuente: Red Eléctrica Española


Destacamos que las energías renovables cubrieron, un tercio (33%) de la demanda eléctrica del año 2.011 en España, pero insistiendo en que se computa la 'gran' hidráulica (11%) como renovable, siendo ésta perteneciente al régimen ordinario de generación.


En el próximo post, continuaremos tratando los temas y apartados que se han ido quedando atrás, como los precios de la electricidad, la calidad del servicio, datos comparativos de TRE, aspectos económicos y otros que crea interesantes, además de presentar conclusiones.



Rafael Iñiguez, noviembre de 2.012.