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1 94 Gaia: nuestro ecosistema La energía es un aspecto clave de la tecnología, y lo es más todavía para nuestra sociedad occidental, acostumbrada a un alto consumo energético. Éste consumo, además, está basado mayoritariamente en combustibles agotables, ya que más de un 80% de la energía que usamos proviene del petróleo, carbón, gas natural y uranio, todos ellos no renovables. Por ello, cuando hablamos de energía, es especialmente importante que hagamos un esfuerzo por pensar en el largo plazo, de forma que podamos planificar a tiempo el inevitable agotamiento de las actuales fuentes no renovables en las que basamos nuestra cultura.

2 nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema 95 Aunque las noticias sobre la crisis energética son muy escasas y en los últimos años han quedado eclipsadas por la crisis económica, las publicaciones científicas y los informes oficiales muestran, ya desde hace unos años, una preocupante realidad que debería empezar a ser motivo de intenso debate social y político. Hace ya seis años que la Agencia Internacional de la Energía reconoce que el petróleo barato y de fácil acceso ha pasado a la historia, siendo habituales en las publicaciones científicas los artículos que hablan de un estancamiento y posterior declive de la producción mundial de petróleo previsto para esta misma década. En los últimos años también han aparecido estudios que estiman declives similares para el gas, el carbón y el uranio antes de la mitad de este siglo. A pesar de los esfuerzos que muchas compañías y científicos están realizando por buscar otras fuentes de energía, la sustitución no está resultando una tarea sencilla y la transición energética va a ser, sin duda, uno de los mayores retos de la humanidad en el siglo que empieza. Se equivocaron los agoreros? Una de las ideas que habitualmente surge cuando se habla de recursos energéticos es el argumento de que existe petróleo suficiente para asegurar nuestro consumo durante 40 años y que las predicciones que se hicieron en la década de los 80 sobre su agotamiento se equivocaron estrepitosamente. Afirmar que quedan reservas de petróleo para 40 años es peligrosamente simplista, ya que, aunque si se dividen las reservas estimadas por el consumo actual el ratio es aproximadamente 40, hay que tener en cuenta que el petróleo no se puede extraer siempre a la velocidad deseada. La experiencia muestra que la cantidad de petróleo extraída en un yacimiento sigue una evolución en forma de campana. La producción crece los primeros años, según las infraestructuras se van estableciendo, pero llega un momento que la extracción se hace más lenta, sin que ni las inversiones ni las me- MARGARITA MEDIAVILLA PASCUAL Refinería de petróleo.

3 96 Gaia: nuestro ecosistema Figura 1. Descubrimientos y producción de petróleo convencional y no convencional (datos históricos). Fuente: Statistical Review of World Energy, British Petroleum Figura 2: Estimaciones de producción futura de petróleo y gas natural convencional y no convencional de diferentes tipos. Fuente: ASPO. joras técnicas puedan acelerar la producción, ya que el declive de los pozos se debe a motivos geológicos (el liquido no fluye a la velocidad deseada). Esta teoría nos viene a decir que, aunque tengamos 40 años de reservas al consumo actual no vamos a poder extraerlas al mismo ritmo que lo hacemos ahora, y mucho menos vamos a poder seguir aumentando nuestro consumo un 2% anual en esos 40 años, como hemos venido haciendo. Este comportamiento de los pozos petrolíferos fue observado por primera vez en los años 50 por un geofísico norteamericano llamado Marion K. Hubbert, quien hablaba del pico o cénit del petróleo como el momento en el cual la extracción deja de crecer para empezar a declinar. Hubbert predijo que Estados Unidos alcanzaría su pico en 1970 y estimó el cénit total de la producción de petróleo mundial para Los datos históricos han venido a confirmar su teoría con asombrosa precisión, ya que EEUU alcanzó su cénit en torno a 1970 y la propia Agencia Internacional de la Energía ha reconocido que el petróleo convencional o crudo, es decir, lo que Hubbert consideraba petróleo, llegó en 2006 a su pico y su extracción y ya ha disminuido un 4%. También se puede ver que los descubrimientos de petróleo encontraron su máximo en 1968 (figura 1) y hace décadas que descubrimos cada año varias veces menos petróleo del que consumimos. Además son numerosos los países que ya están experimentando severos declives: México desde 2004, Noruega y Reino Unido en 2001, etc. Solo unos pocos países (Irak, Kuwait, Libia, Emiratos Árabes) tienen todavía potencial para aumentar su extracción. También se puede ver en los datos históricos que las exportaciones mundiales de petróleo han disminuido en los últimos años, lo cual significa que, para países netamente importadores como el nuestro, el pico del petróleo ya es una realidad. La predicción de Hubbert no es la única estimación de agotamiento de recursos naturales que ha sido calificada de agorera injustamente. Los propios estudios sobre los límites del crecimiento realizados en los años 70, las estimaciones sobre el colapso de pesquerías y el cambio climático han sido también desacreditadas como profecías catastrofistas y, sin embargo, están demostrando estos últimos años que no se están equivocando en absoluto. Merece la pena extraer las últimas gotas? Desde el año 2006 estamos intentando compensar el declive del petróleo convencional con recursos de peor calidad. Es lo que se conoce como petróleos no convencionales y comprende recursos como las arenas asfálticas de Canadá, los petróleos extra pesados, los licuados del carbón y algunos subproductos del refinado del petróleo. Con el añadido de este tipo de petróleos y de los biocombustibles (combustibles líquidos extraídos de plantas) se ha conseguido compensar ligeramente el declive, y se puede observar en la figura 1 que la

4 nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema 97 producción prácticamente se ha conservado constante desde A pesar de ello, los petróleos no convencionales no están consiguiendo aumentar la producción lo suficiente para seguir la demanda creciente y, consecuentemente, los precios suben. Además hay que tener en cuenta que este tipo de datos de producción no distinguen la calidad; es decir, se suman los barriles de petróleo de todo tipo, a pesar de que los no convencionales, por ser más difíciles de extraer, contienen menos energía neta (parte de la energía obtenida es gastada en el propio proceso de extracción). Los petróleos no convencionales están intentando estos años rellenar el hueco, pero muchos dudan que puedan ser mucho más que un parche. En contra de las previsiones de la Agencia Internacional de la Energía, que siempre propone escenarios de consumo creciente (aunque no especifica de dónde va a salir), las asociaciones de geólogos como ASPO (continuadora del trabajo de M.K. Hubbert) no prevén que este tipo de petróleos puedan tener un impacto significativo en el aumento de la producción (figura 2). Además, los recursos no convencionales tienen impactos ambientales mucho mayores. Las arenas asfálticas de Canadá, por ejemplo, son arenas impregnadas de petróleo que se encuentran unos metros bajo el suelo. Extraerlas requiere talar el bosque boreal, retirar el suelo y refinarlas a base de calentarlas con gas natural. El resultado son enormes extensiones de tierra devastada y ríos contaminados, siendo la extensión implicada del orden de una tercera parte de la superficie de España. Este tipo de extracción está causando problemas de salud y contaminación muy graves en Canadá, y sus impactos apenas son compensados por los beneficios económicos, ya que, dado lo costoso de la extracción, los retornos energéticos y económicos, son bajos. Técnicas similares de extracción de recursos no convencionales están empezando a utilizarse también en Europa para el petróleo y, sobre todo, para el gas natural. Es lo que se conoce como gas de esquisto o técnicas de extracción por fractura hidráulica ( fracking ). En nuestro país se están empezando a conceder permisos para extraerlos con una oposición muy fuerte por parte de los municipios afectados, ya que las explotaciones tienen una duración de unos pocos años, los beneficios económicos para las zonas afectadas son muy escasos y la contaminación de tierras y acuíferos es muy importante. Pintura Agustín Espina.

5 98 Gaia: nuestro ecosistema Por todo ello es preciso que nos preguntemos muy seriamente si merece la pena extraer siquiera el petróleo y el gas no convencional o si debemos simplemente dejarlos en el subsuelo y enfrentarnos a la amarga realidad que tenemos delante: el declive del petróleo y el gas natural están llegando mucho antes de lo que pensamos y no tienen remedio, por más que recurramos a recursos caros y contaminantes. No merece la pena perder recursos naturales que sí son renovables y de gran importancia como las aguas, las tierras y los bosques, para conseguir las últimas gotas fósiles. A pesar de que tenemos una sociedad muy poco preparada para afrontar esta realidad, que, además, no sabe que tiene una crisis energética y espera seguir aumentando su consumo, debemos empezar a planificar seriamente la transición sin perder tiempo en sostener un modelo de consumo que tiene los días contados. La sustitución tecnológica del petróleo El petróleo es el primer combustible fósil que va a entrar en declive y es, además, el más versátil y utilizado. Su sustitución es vital, ya que con él se consiguen combustibles líquidos de los que depende más del 95% del transporte y es materia prima para los abonos químicos y pesticidas, esenciales para la agricultura actual. Los sustitutos más inmediatos al petróleo en el transporte son los biocombustibles y algunos combustibles líquidos extraídos del gas natural, el carbón y subproductos del refinado del petróleo (son los conocidos como coal to liquids o gas to liquids, LPG, etc). Un poco más complicada es la sustitución por el coche eléctrico e híbrido, tecnologías que necesitan vehículos diferentes pero que ya se comercializan. El vehículo basado en hidrógeno, los combustibles sintéticos, el biogás y alternativas similares se encuentran todavía en fase de desarrollo. Otras formas de ahorrar petróleo como el transporte público, las bicicletas o cambios en los patrones de producción y consumo no requieren avances tecnológicos, pero sí importantes cambios culturales. Sin embargo, todas estas alternativas poseen inconvenientes que van a hacer que ninguna sea capaz de sustituir al petróleo a tiempo y en los volúmenes usados actualmente. O bien son muy limitadas y dependen de otros recursos valiosos, o bien poseen muchas menores prestaciones técnicas. El problema de la sustitución

6 nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema 99 Petrolero. del petróleo se puede resumir en que éste es un combustible fantástico, con una gran versatilidad y densidad energética (es decir, gran capacidad para almacenar energía en poco volumen y peso) y nos hemos acostumbrado demasiado a él. Los biocombustibles (o agrocombustibles), por ejemplo, son combustibles extraídos de plantas y actualmente se obtienen básicamente de cultivos comestibles. Su principal inconveniente es que tienen unos rendimientos muy escasos y necesitan enormes extensiones de tierras. Por ejemplo: si quisiéramos mover todos los vehículos actuales con ellos (usando los rendimientos actuales) necesitaríamos más del doble de las tierras arables del mundo. Aunque los rendimientos pueden mejorar por el avance tecnológico, es también probable que empeoren porque ahora se están cultivando en los mejores suelos del planeta. Los biocombustibles apenas sustituyen actualmente al 1,5% del petróleo y ya están causando importantes problemas de acaparamiento de tierras, deforestación de selvas, competencia con los alimentos y erosión. La propia Unión Europea ha corregido recientemente a la baja sus objetivos de sustituir un 10% del consumo de petróleo en 2020 con ellos por los problemas que están causando. Por otra parte, los combustibles líquidos extraídos del gas natural o el carbón pueden servir para cubrir la demanda durante un tiempo, pero no dejan de basarse en recursos limitados que ya tienen muchos usos. El uso de vehículos eléctricos e híbridos es otra forma de sustituir el petróleo, pero ambas son tecnologías limitadas. Los vehículos híbridos se encuentran ya en el mercado pero no dejan de ser coches de gasolina más eficientes, porque su autonomía como vehículo puramente eléctrico es muy escasa. Los coches eléctricos también se basan en tecnologías conocidas, pero poseen un inconveniente que hace que no terminen de popularizarse: su escasa capacidad de acumulación de energía. Teniendo en cuenta la mayor eficiencia del motor eléctrico y la tecnología de baterías que se puede esperar en esta década el coche eléctrico almacena 15 veces menos energía que un vehículo de gasolina. Debido a ello, terminan siendo pequeños, con poca autonomía y sólo adaptados a un uso urbano. A pesar de sus limitaciones, el vehículo eléctrico tiene un impacto menor que los biocombustibles, ya que no requiere tanto espacio para generar la energía con la que

7 100 Gaia: nuestro ecosistema Figura 4: Recopilación: Grupo de Energía y Dinámica de Sistemas de la Universidad de Valladolid. se alimenta. Por ejemplo, la superficie que requeriría un coche eléctrico que usara la electricidad de un panel fotovoltaico es 50 veces menor que la tierra necesaria para abastecer a un vehículo de explosión con biocombustibles. Otra de las limitaciones del vehículo eléctrico son los materiales. Las baterías que actualmente parecen más prometedoras están basadas en litio y, si descontamos el que se necesitaría para otras aplicaciones y suponemos que se realiza un reciclaje total del mismo, las reservas conocidas permiten un parque de 400 millones de vehículos (frente a los 800 del actual). Aunque es posible que se puedan encontrar nuevas reservas de litio, o se desarrollen baterías de otro tipo o se opte por vehículos más ligeros como las motocicletas eléctricas, este dato nos enfrenta a un aspecto que no deberíamos despreciar: la naturaleza limitada de los minerales. Existen tecnologías en fase de experimentación como los combustibles extraídos de residuos o de microalgas y los coches eléctricos con baterías mucho más ligeras que pueden ser mejores alternativas al petróleo, pero de momento no están disponibles en el mercado y todavía necesitan años de desarrollo. Por todo lo expuesto, parece claro que la sustitución del petróleo, especialmente en el transporte, no va a poder basarse únicamente en cambiar al coche eléctrico. Vamos a necesitar cambios muy importantes en la forma en que nos movemos. Es previsible que tengamos que realizar fuertes inversiones en transporte público electrificado y concebir las ciudades de forma que los desplazamientos motorizados sean mínimos. Otra de las cosas que probablemente tengamos que cambiar es la distribución de manufacturas y alimentos. De hecho, el modelo de alimentación actual es un gran derrochador de energía y se estima que casi el 50% de las emisiones de C0 2 se deben a este modelo de producción, distribución y procesamiento. Los alimentos viajan una media de Km antes de llegar a nuestra mesa y el comercio internacional de éstos raya, con frecuencia, en la irracionalidad (figura 3). La agricultura biológica, que no utiliza pesticidas ni abonos químicos y tiene menor necesidad de maquinaria, junto con las redes cortas de distribución, puede ser una opción que nos permitan importantes ahorros de petróleo, además de ser muy beneficiosa para el medio ambiente y el empleo rural. La transición energética Figura 5: Fuente: BP. Cuando se habla de la transición a energías renovables una de las cosas más importantes a tener en cuenta son los ritmos de implantación de las nuevas tecnologías. La tecnología es un proceso muy complejo en el cual intervienen no sólo ideas y conocimientos, sino materiales, infraestructuras y personas cualificadas y el cambio tecnológico suele necesitar décadas. Nuestro grupo de investigación en Energía y Dinámica de Sistemas de la Universidad de Valladolid ha estudiado hasta qué punto podemos sustituir los diferentes combustibles fósiles y una de las principales conclusiones a la que hemos llegado es que tenemos tecnologías

8 nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema nuestro ecosistema 101 maduras y relativamente eficientes para la producción de electricidad, pero no tenemos tiempo para sustituir el declive del petróleo. En la generación de energía eléctrica, eólica, hidroeléctrica y solar fotovoltaica son tecnologías ya maduras y que están demostrando su validez, a pesar de que tienen problemas de intermitencia y dependencia de metales escasos. También es probable que tecnologías como la solar termoeléctrica o la mareomotriz puedan mejorar sus rendimientos en esta década. Es posible también que la tecnología de fusión nuclear termine dando resultados, aunque no se espera que pueda haber prototipos comerciales antes de 2040; mientras las tecnologías de fisión llamadas de cuarta generación, que teóricamente son menos dependientes del uranio, no parecen estar dando resultados satisfactorios ni tampoco se están construyendo reactores de ese tipo. Puesto que el declive de los combustibles que generan electricidad (gas, carbón y uranio) no se espera hasta la próxima década y las alternativas son buenas, todavía podemos hacer una transición a tiempo en Estación de combustible. cuestiones de electricidad si seguimos invirtiendo en renovables. Sin embargo, hay que tener en cuenta que las energías renovables son limitadas y los estudios que estamos realizando muestran que el nivel de consumo de energía eléctrica actual puede ser posible con energías renovables, pero superarlo es probable que tenga impactos y costes tan elevados que no sea factible. Nuestros estudios también muestran claramente que no estamos a tiempo de superar el pico del petróleo. Ya estamos viviendo su estancamiento y los sustitutos técnicos son insuficientes. La clave de la transición energética va a estar, por tanto, en ver si somos capaces de adaptarnos al declive del petróleo en esta misma década. La crisis energética está llamando a nuestras puertas y debemos tomar conciencia de este problema tan enorme. Los datos nos muestran claramente que la solución no está únicamente en la tecnología y vamos a necesitar cambios profundos en muchos aspectos de nuestra sociedad. Además no podemos obviar que forzosamente va a tener repercusiones en la economía mundial, quizá hundiendo los sectores más dependientes como las aerolíneas y el automóvil, lastrando el comercio internacional, haciendo crecer a los países productores y hundiendo a los más consumidores, etc. La crisis energética marca un claro punto de ruptura en la historia, que desde el siglo XIX ha vivido un continuo aumento en la disponibilidad de energía. Debemos cambiar rápidamente nuestra mentalidad y adaptarnos a este nuevo mundo que se nos está echando encima en el siglo XXI. Cuanto antes lo hagamos, más probabilidades de éxito tendremos. MARGARITA MEDIAVILLA PASCUAL Figura 3: Volumen de las importaciones y exportaciones de helados y patatas entre el Reino Unido, Italia y Egipto en el año Alimentos que podrían ser producidos en el entorno cercano son producidos a miles de kilómetros del lugar donde son consumidos. Dra. en CIENCIAS FÍSICAS. PROFESORA TITULAR en el Dpto. de Ingeniería de Sistemas y Automática. Grupo de Investigación en Energía y Dinámica de Sistemas. ESCUELA de INGENIERIAS INDUSTRIALES de VALLADOLID. Universidad de Valladolid. Miembro de Ecologistas en Acción de Valladolid.

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