15 julio 2013

Energía en grandes números - Algunas cuestiones sobre el balance energético mundial



Se mencionan cuestiones referidas a la generación de energía, las distintas clases, lo mismo que aspectos relacionados con la prospectiva que hacen diferentes sectores.


Generación primaria y secundaria de energía
La generación primaria es el aprovechamiento de energías preexistentes en la naturaleza. Incluye la energía fósil (de petróleo, gas y carbón), la energía nuclear, la hidráulica, la eólica, la solar, la mareomotriz, la geotérmica y la de biomasa (termodinámicamente hablando, toda energía primaria constituye un ingreso al sistema de aprovechamiento).

La generación secundaria es el uso de fuentes primarias para generar otras, sobre todo electricidad (y calor, aunque en menor medida). Es probable que durante la segunda mitad de este siglo el hidrógeno sea una generación secundaria importante.


Energías renovables y no renovables
La energía es considerada renovable o de fuente renovable, cuando proviene de un recurso inagotable en la práctica y/o que se regenera sin la intervención humana. Es el caso de las energías eólica, solar, hidráulica, de biomasa y mareomotriz (esta última agrupa a 2 tipos de energía diferentes, la proveniente de las olas o undimotriz y la proveniente de las mareas, mareomotriz propiamente dicha).

La energía es no renovable cuando el uso extingue a la fuente. Es el caso de los combustibles fósiles y la energía nuclear de uso actual (por fisión). Un caso intermedio es la energía geotérmica, aunque se la considera renovable cuando se hacen comparaciones entre un grupo y otro.


Demanda mundial de energía
En 2010, 87 % del consumo mundial de energía primaria provino de los combustibles fósiles (35 % del total proveniente del petróleo, 30 % del carbón y 22 % del gas). La energía nuclear fue 6 % del total, la de biomasa 3,7 %, la hidráulica 2,5 % y las restantes 4 renovables sumadas el 0,8 % (eólica, solar, mareomotriz y geotérmica).

Existen varias unidades para expresar este consumo en valor absoluto, de las que 4 son las más frecuentes.

Una unidad es millones de barriles diarios de petróleo equivalente, cuya sigla en inglés es mboe/d (para cada fuente primaria se calcula su equivalencia con el petróleo, y se expresa en millones de barriles diarios). Es la unidad usada en los informes de la OPEP (Organización de Países Exportadores de Petróleo). Una segunda, similar a la anterior, es millones de toneladas de petróleo equivalente por año (mtoe/y), usada por la AIE (Agencia Internacional de la Energía).

Una tercera es un múltiplo del julio (joule), que es la unidad de energía del sistema internacional. Se utiliza el Exajoule (1018, mil millones de veces un Giga, que a su vez es mil millones de veces la unidad) y se expresa en Exajoules por año (EJ/y en inglés). Es la unidad más usada por organizaciones ambientalistas.

Una cuarta es cuatrillones de Btu por año (cuatrillones de la escala corta, 1015, expresados en esa cantidad anualmente calculada y abreviados quadrillion Btu/y, como se escribe en inglés). Es la unidad usada en los International Energy Outlooks del gobierno de EE.UU.

El consumo actual de energía primaria a nivel mundial, tomando valores redondeados, es 225 mboe/d, aproximadamente equivalentes a 11.000 mtoe/y, a 250 EJ/y, y también a 500 quadrillion Btu/y.

Cuando se trata de electricidad suelen usarse como unidades a mtoe o a kWh, kilowatts hora (o sus múltiplos GWh y TWh, 109 y 1012, respectivamente). Conviene recordar que la potencia eléctrica (el consumo instantáneo o la capacidad de generar) se expresa habitualmente en kW, GW o MW (kilo se abrevia en minúscula y giga y tera en mayúscula, mientras que W va en mayúscula porque hace referencia a un nombre propio). La energía eléctrica se expresa en potencia por unidad de tiempo. GWh por ejemplo, que es la energía de un gigawatt de potencia, entregada durante una hora. El consumo mundial de electricidad fue de 19,1 TWh en 2008 (19,1 x 1012 kWh o 19,1 trillion kilowatthours, como lo indican los informes estadounidenses). Se estima que llegará a 35 TWh en 2035 (+85 % vs 2008).

Un 55 % del petróleo se consume en el transporte (esto incluye todo el movimiento de personas y bienes por rutas, ferrocarriles, aire, agua y ductos). Un 60 % de la electricidad está básicamente explicado por el uso residencial y comercial (el 40 % restante se consume en la industria). Hay un gran margen de mejora en el aprovechamiento de estos consumos, sobre todo en el transporte terrestre (que es un 77 % del transporte global y un 43 % del total del petróleo) y en el uso residencial de la electricidad.

El mundo hoy consume casi el doble de energía primaria y casi el cuádruple de electricidad que hace 40 años. En los países desarrollados, la electricidad cuesta mucho menos que en el pasado. Por ejemplo, en EE.UU. el consumo residencial paga en promedio US$ 0,17 / kWh, un 93 % menos que a comienzos del siglo XX, cuando se pagaba US$ 2,50 (medido a moneda constante).

Un país desarrollado consume aproximadamente 8.000 kWh / capita / año. En países con desarrollo intermedio, como el nuestro, se consumen unos 2.500. Hay muchos países pobres que consumen menos de 500.


Prospectiva
La OPEP, la AIE y muchos gobiernos, entre ellos el de EE.UU., coinciden en sus pronósticos para las próximas décadas. Para 2035, por ejemplo, estiman un consumo de fósiles de 65-80 % del total de energía primaria (con los 3 combustibles fósiles participando en cantidades similares, con poco petróleo no convencional y mucho gas no convencional).

Ciertos expertos en eficiencia energética, como Amory Lovins, hablan de cambios mucho más profundos, pronosticando que EE.UU. podría y debería dejar en cero su consumo de carbón y petróleo para 2050, sólo usando gas en lo que a combustibles fósiles se refiere. Esto es altamente improbable para esa fecha, según la gran mayoría de los analistas profesionales, agencias, gobiernos y las empresas del sector, incluso las innovadoras.

Finalmente hay pronósticos mucho más extremos, como el de la WWF (World Wide Fund For Nature en su significado actual), una de las organizaciones ambientalistas más grandes del mundo. La WWF cree factible y conveniente que el mundo consuma sólo energía renovable en 2050. Esto es considerado absolutamente imposible y antieconómico por toda la comunidad energética mundial, y coloca al pronóstico de Lovins en un punto intermedio entre el consenso generalizado y el del ambientalismo.

Ing. Agr. Luis Villa
@LuisVilla2805







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