Energía, recursos y planeta

Transcripción

1 Energía, recursos y planeta Alicia Valero 19 octubre, 2011 Conferencia sobre decrecimiento, Universidad de Zaragoza Centro de Investigación de Recursos y Consumos Energéticos

2 Algunos datos para comenzar Móvil 9 mg Pd 24 mg Au 250 mg Ag 9 g Cu 3.5 g Co (baterías) Ta (condensadores) In (pantallas TFT)... Data: Hagelüken & Meskers

3 Algunos datos para comenzar El móvil Producción de Ta muy problemática ya que la industria electrónica depende del Ta para producir condensadores. El Ta procede del coltan (Columbite-Tantalite), extraído en Australia, Canadá, Brasil y el Congo. La minería del Coltan en la reserva de Okapi del Congo está destruyendo el hábitat del gorila y está alimentando conflictos regionales. Entre el 1998 y 1999, las tropas ruandesas y los rebeldes del Congo tomaron control de 1000 a 1500 toneladas de los stocks de coltan. Expulsaron a campesinos congoleños de tierras ricas en coltán y llevaron a prisioneros ruandeses a las minas. Minerales conflictivos en el Congo: Nb, Ta. Au, Cu, Co, diamantes y otras gemas"

4 Algunos datos para comenzar El ordenador Contiene Au, Ag, Al, Pb, Cu, Zn, Sn y muchos otros son necesarios en su producción Muchos de estos metales podrían reciclarse al final de su vida útil. Pero en la actualidad acaban en vertederos o incinerados. La incineración de la basura electrónica provoca la emisión de metales pesados y dioxinas a la atmósfera. La alternativa del vertedero también es contaminante. En EEUU, alrededor del 70% de los metales pesados de los vertederos provienen de basura electrónica, que pueden acabar contaminando la tierra y los acuíferos.

5 Otros ejemplos 10 kg La/batería de un Toyota Prius kg de Nd en un aerogernerador 14 REE/móvil (Nd vibración) millones de teléfonos móviles en el mundo Millones de kg Li para vehículos eléctricos y almacenamiento de energía As, Ga, In -> Fotovoltaica recubrimiento de capas para vidrio termosolar Lámparas de bajo consumo: Y, Tb (itrio y terbio) Dispersión del P -> Biomasa ligada a la producción de fosfatos.

6 En definitiva Materiales escasos en productos cotidianos... Coches híbridos Turbinas eólicas Móviles Ordenadores Data: Hagelüken & Meskers

7 Algunas consecuencias China suministra el 97% de las necesidades mundiales de tierras raras. En la próxima década se prevé una reducción gradual de sus exportaciones para cubrir la demanda interna que actualmente consume el 60% de tierras raras producidas. Los precios se han elevado por temores a escaseces futuras. El Dy, utilizado para discos duros se vende a $212 por libra en vez de $6.77 hace 8 años. El verano pasado aumentaron en 2 meses los precios de Ce en más del 450%. La demanda mundial de tierras raras excederá probablemente el suministro antes de finales de Este año la demanda será de a toneladas fuera de China, las mejores predicciones apuntan a que China exportará unas tons de material. Fuente: National Geographic 2011

8 INTRODUCCIÓN 8 s. XX marcado por grandes innovaciones tecnológicas => Consumo de enormes cantidades de minerales. Hizo florecer muchas economías. Aumentaron las preocupaciones sobre escasez mineral (especialmente fósil). Aparecieron importantes estudios en los años 70. Escasez de minerales provocará los límites del crecimiento? Dos corrientes de pensamiento.

9 INTRODUCCIÓN 9 En la actualidad no hay una respuesta clara, pero prestemos atención a: Rápido desarrollo de Asia. Avance de las nuevas tecnologías: energías renovables, coche eléctrico, móviles, etc. Nuestra sociedad está basada en un uso ineficiente de la energía y de los materiales ya que no hay concienciación del límite. Si los recursos son limitados, debemos gestionarlos eficientemente. Debemos conocer cuántos recursos hay disponibles y cómo los estamos consumiendo.

10 INTRODUCCIÓN Hecho: la energía y los minerales están acoplados Dispersión = leyes de la termodinámica (2ª ley) Disminuye la concentración en las minas => más energía, agua e impacto medio ambiental/kg mineral Escasez de minerales no se tiene en cuenta en el desarrollo de nuevas tecnologías.

11 INTRODUCCIÓN 11 Las cuestiones determinantes Cómo podemos valorar la pérdida de capital mineral? Cómo de rápido estamos degradando el capital mineral de la Tierra? Cuándo llegaremos al pico de producción de los minerales?

12 12 CÓMO PODEMOS VALORAR LA PÉRDIDA DE CAPITAL MINERAL?

13 LA TEORÍA THANATIA 13 Un depósito mineral es una rareza en la corteza terrestre. Una mina ocurre sólo cuando se combinan complejos procesos naturales para producir un enriquecimiento. Estos procesos operan muy lentamente si lo comparamos con la vida del ser humano.

14 LA TEORÍA THANATIA En contraposición con la teoría de Lovelock GAIA como un planeta vivo La tierra crepuscular = THANATIA = Planeta muerto 14

15 LA TEORÍA THANATIA Consecuencia de la segunda Ley de la Termodinámica: La Tierra se aproxima gradualmente a un planeta degradado. Conociendo el planeta crepuscular, podemos visualizar por primera vez y cuantificar el límite termodinámico de la Tierra, evaluando su capital mineral y su velocidad de degradación. 15

16 LA TEORÍA THANATIA Modelo de Tierra Crepuscular: planeta degradado donde se han agotado y dispersado todos los minerales y todos los combustibles fósiles se han quemado y convertido en CO 2. Atmósfera degradada: CO 2 =683 ppm T s = 17ºC. Hidrosfera degradada: composición actual del mar a 17ºC. Corteza continental superior: modelo de roca desnuda definida por la composición y concentración de 324 sustancias. Fuentes: Alicia Valero,Antonio Valero and Javier Gómez. The crepuscular planet. A model for the exhausted continental crust. ENERGY.36-6,pp Antonio Valero, Andrés Agudelo and Alicia Valero. The crepuscular planet. A model for the exhausted continental atmosphere and hydrosphere. ENERGY.36,pp

17 LA TEORÍA THANATIA 17 Cómo evaluar el capital mineral? Cambiemos la perspectiva: Desde la cuna hasta la tumba A: Desde la tumba hasta la cuna

18 Exergy/ Exergy cost Cradle to entry gate Entry gate to exit gate Exergy/ Exergy cost Useful products Manuf. costs Man-made stock Product manufactur e Man-made mining and refining process Mining and refining costs Grave to cradle Exit gate to grave Recycling of materials Use and dispose of materials Recyclin g costs Fuels Minerals Mineral deposits Landfills Avoided costs/ mineral bonus Reference Environment Zero Exergy Natural stock Natural conc. and refining process Crepuscular Earth / Thanatia Materials dispersion and pollution Materials Life cycle

19 DE LA TUMBA A LA CUNA 19 Cuánto supone anualmente la pérdida de capital mineral de la tierra? 12,000 10,000 Mtoe 10,899 Mtoe Mineral smelting and refining 1,336 Mtoe Mineral mining and conc. Coal 138 Mtoe 8,000 6,000 5,308 Mtoe Natural gas 4,000 Potash Iron 3,811 Mtoe Potash 2,000 Iron Oil Aluminium Aluminium 0 Exergy bonus Exergy bonus with recycling Fossil fuels

20 DE LA TUMBA A LA CUNA 20 Cuánto supone anualmente la pérdida de capital mineral de la tierra? Fuente: Alicia Valero and Antonio Valero. From grave to cradle. A thermodynamic approach for accounting abiotic resource depletion. Journal of Industrial Ecology (In press). A. Valero, Al Valero/ Exergoecology: A thermodynamic approach for accounting the Earth's mineral capital. The case of bauxite aluminium and limestone lime chains/energy, Volume 35, Issue 1, January 2010, Pages

21 DE LA TUMBA A LA CUNA 21 Venderíais las torres del Pilar al precio del ladrillo? El PIB y otros indicadores económicos no tienen en cuenta el hecho de que las futuras generaciones ya no tendrán disponible esos monumentos creados por la naturaleza que son los recursos.

22 22 CÓMO DE RÁPIDO ESTAMOS DEGRADANDO EL CAPITAL MINERAL DE LA TIERRA?

23 El grado de agotamiento de los recursos % Potential of renewables in use; % depletion degree of minerals ,5 25, ,9 Renewables Fossil fuels Non-fuel Minerals

24 El grado de agotamiento de los recursos Fuel and non-fuel minerals: depletion degree of reserves% Coal Oil Natural gas Iron Aluminium Copper Other minerals Fuente: Al Valero, A. Valero and A. Martínez/Inventory of the Exergy Resources of the Earth/ ENERGY.35,pp

25 El grado de agotamiento de los recursos 25 Minerales no energéticos Más agotados: Hg (92%); Ag (79%); Au (75%); Sn (75%), As (75%); Pb (72%); Sb (72%). Menos agotados: Cs, Th, REE, I, V, K, PGM, Al, Ta, Co, Nb (<20%) Minerales más consumidos: Fe (28%); Al (15%); Cu (50%). Fuente: Alicia Valero, Antonio Valero. Physical geonomics: Combining the exergy and Hubbert peak analysis for predicting mineral resources depletion. Resources, conservation and recycling 54-12,pp

26 El grado de agotamiento de los recursos 26 Minerales no energéticos 3 minerales suponen el 93% del coste exergético consumido. Pero también otros como el Mn, Ni, Zr, Pb, Cr, U, Sn y Au.

27 El grado de agotamiento de los recursos 27 Minerales energéticos

28 El grado de agotamiento de los recursos No existe escasez de energía! Pero sí existe escasez de combustibles fósiles y escasez de otros minerales no energéticos concentrados. Existe un enorme potencial en el uso de las energías renovables. Pero ojo, los materiales pueden constituir un factor limitante en su desarrollo!

29 29 CUÁNDO LLEGAREMOS AL PICO DE PRODUCCIÓN DE LOS MINERALES?

30 PICO DE HUBBERT 30 PICO DE HUBBERT La producción de combustibles fósiles sigue curvas tipo campana (Hubbert 1956). Se aplica satisfactoriamente a minerales cuyo factor de concentración no es importante (comb. fósiles). Q=recursos disponibles P=extracción de minerales Se puede ajustar a otros minerales en términos exergéticos exergía -> depende de la concentración y composición

31 PICO DE HUBBERT 31 Minerales energéticos. El pico de Hubbert Values in Mtoe Considerando reservas probadas Carbón: 2060; otros estudios: EWG 2007 (2025). Gas natural: 2023; Otros estudios: Bentley (2020). Petróleo: 2008; otros estudios: Hatfield (1997), Kerr (1998) o Campbell and Laherrere (1998) Fuente: Alicia Valero, Antonio Valero. Physical geonomics: Combining the exergy and Hubbert peak analysis for predicting mineral resources depletion. Resources, conservation and recycling 54-12,pp

32 PICO DE HUBBERT 32 Minerales no energéticos. El pico de Hubbert Considerando las reservas base Fe: 2068 Al: 2057 Cu: 2024 Fuente: Alicia Valero, Antonio Valero. Physical geonomics: Combining the exergy and Hubbert peak analysis for predicting mineral resources depletion. Resources, conservation and recycling 54-12,pp Values in ktoe

33 PICO DE HUBBERT 33 CUENTA ATRÁS EXERGÉTICA DE LOS MINERALES Bt*, Mtoe Oil Coal El pico de producción de los minerales estudiados Natural gas puede que se alcance para el Iron Aluminium Copper

34 PICO DE HUBBERT 34 La cuenta atrás exergética El mismo análisis considerando 2 x reservas probadas (combustibles fósiles) y 2 x reservas base (minerales) Bt*, Mtoe Oil Coal Natural gas El pico sólo se desplaza a la derecha entre 15 y 30 años! 3000 Iron Aluminium Copper

35 CONCLUSIONES 35 El precio de los recursos depende de muchos factores, como la demanda, aspectos sociales y políticos, especulación Pero el factor limitante que determine la tendencia general será la disponibilidad del recurso. Si la demanda continua aumentando y no se encuentran depósitos minerales importantes, el precio de las materias primas (ej. petróleo) aumentará en el futuro.

36 REFLEXIONES 36 Existen muchos lugares en el mundo sin explorar. Sin embargo, estos resultados preliminares demuestran que la tasa de extracción mineral en un siglo ha sido excesiva => La tasa de descubrimiento puede que no compense el aumento exponencial. Muchos minerales están sufriendo problemas de escasez. La sustitución puede ayudar siempre y cuando haya recursos alternativos disponibles. Escenarios de consumo futuro como los del IPCC están asumiendo tasas de consumo que exceden las reservas minerales actuales. Hay preocupación sobre cambio climático, pérdida de biodiversidad, etc. pero y la escasez de recursos? La extracción de minerales cada vez más escasos provoca importantes problemas ambientales: consumo de cantidades ingentes de agua, energía, ganga pero también problemas sociales!

37 REFLEXIONES 37 Vivimos en una tierra finita -> Falta conciencia del límite! Las leyes económicas nos llevan al colapso. Colapsarán el medio ambiente, los recursos mineros, la demanda de agua dulce, los polos, la Amazonía y las selvas tropicales. Extraeremos las últimas gotas de petróleo y heredaremos la Tierra en busca de los últimos minerales para convertir todo en productos baratos que al poco tiempo se convertirán en montañas de vertederos, islas de plástico en los océanos y masas de agua contaminadas. Necesitamos inteligencia y tecnología ecológicas!

38 REFLEXIONES 38 La riqueza deberá centrarse en el acceso a los servicios más que en el consumo. Hay que potenciar el reciclado y nuevos diseños para desensamblar. El usar y tirar debe acabarse. El empleo se recuperará recuperando los materiales, los valores, las empresas, lo local, las tradiciones milenarias que hemos perdido en dos generaciones y el respeto por la creación de lo que no podemos ni sabemos reproducir.

39 Earth provides enough to satisfy every man's need, but not every man's greed. (Gandhi) La Tierra proporciona suficientes (recursos) para satisfacer las necesidades de todos los seres humanos, pero no para la codicia del ser humano. (Ghandi) GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN