jueves, 20 de febrero de 2014

Molinos vs pozos. El dilema de las renovables

Recientemente la energía eólica ha experimentado un desarrollo espectacular en algunos países, entre los que destaca España. Según datos de BP 2013, en 2012 la producción eólica en España supuso el  7,7% del consumo total de energía primaria. Sólo 15 años antes, la contribución de la eólica al consumo de energía primaria en España era de apenas un 0,1%, así que el esfuerzo de inversión en esta fuente de generación ha sido enorme en estos últimos años. El resultado de ese gran esfuerzo de inversión y el origen de esta notable producción energética es, evidentemente, un porrón de aerogeneradores que tenemos diseminados por toda nuestra geografía. Hoy por hoy es prácticamente imposible hacer 100 km por carretera o por ferrocarril sin ver algún que otro parque eólico. Y es que en 2012 había alrededor de 21.600 molinos eólicos operativos en España*.


Aerogeneradores por doquier (pero no es en España, la foto es de California). Fuente: Park Interiors

Sin embargo, la fuente de energía más importante para la economía española sigue siendo el petróleo. En 2012, con un consumo de 61,8 millones de toneladas, el petróleo aportó el 44,1% de nuestras necesidades de energía primaria, es decir casi 6 veces más que la eólica. Esta aportación proviene, en última instancia, de pozos de petróleo, naturalmente. Pero estos, a diferencia de los parques eólicos, no están diseminados por nuestra geografía sino por la de otros países. Consideremos, por ejemplo, Arabia Saudí, líder mundial de la producción de petróleo, con 547 millones de toneladas en 2012 (según BP 2013). Basta un 12% de la producción saudí para cubrir las necesidades de petróleo de España.Y un 2% de la producción de petróleo saudí equivale, en términos de energía primaria, a toda la producción eólica española (11,1 Mtep).

A partir de aquí es difícil resistirse a hacer un número sencillo. Según OPEC 2013, Arabia Saudí tenía 3.407 pozos de petróleo activos en 2012. Entonces el 2% de estos pozos, 69, podrían producir la misma energía primaria que los 21.600 aerogeneradores del sistema eólico español. Es decir: un pozo de petróleo saudí promedio sustituye aproximadamente a ¡312 aerogeneradores!. Aquí los defensores de la energía eólica podrán alegar que los molinos vierten electricidad directamente a la red mientras que los pozos de petróleo proporcionan, claro está, petróleo, que hay que transportar hasta las refinerías y allí procesarlo para obtener productos energéticos útiles que, además, si queremos utilizarlos para producir electricidad, no nos darán rendimientos mucho mayores que un 30%. Los defensores del petróleo, en cambio, podrán alegar que los aerogeneradores sólo proporcionan energía cuando sopla el viento, mientras que los pozos de petróleo pueden funcionar 24/7/365, que el petróleo o sus productos se pueden almacenar y que, además, los productos del petróleo permiten usos energéticos que aún no estamos preparados para realizar con electricidad. Poniendo unas y otras alegaciones en la balanza creo que la comparación es razonablemente equilibrada y que relación 1 pozo/312 molinos no es descabellada. Así que me da la impresión de que si España tuviera unos cuantos pozos de petróleo como los saudíes tendríamos que recorrer muchos más kilómetros de carretera para ver un parque eólico.

Pero un momento, si los saudíes resuelven con apenas 70 pozos de petróleo lo que a nosotros nos cuesta más de 20.000 aerogeneradores, ¿por qué no nos limitamos a comprarles petróleo a los saudíes o a quienquiera que esté dispuesto a venderlo? Bueno, en realidad nunca hemos dejado de comprar petróleo, pero el petróleo saudí, y el de los demás países exportadores, no da ni de lejos para cubrir las necesidades energéticas de la economía mundial. ¿Y no se podría incrementar la producción de petróleo?. Claro que sí. Por ejemplo, en Estados Unidos se ha pasado de producir 302,3 millones de toneladas en 2008 a 394,9 en 2012, y eso después de 37 años de declive continuado (datos BP 2013). Este nuevo boom petrolero en Estados Unidos se debe al despliegue de una tecnología que permite extraer el petróleo de formaciones compactas o tight oil: el tan cacareado fracking o fractura hidráulica. Un despliegue incentivado, claro está, por la tremenda subida del precio del petróleo a partir de 2004.

Acerquémonos un poco al fracking y al petróleo de formaciones compactas. El mejor yacimiento de Estados Unidos es el de Bakken, en Dakota del Norte. Según datos que tomo de Hughes 2013, en mayo de 2012 había 4.568 pozos activos en Bakken y entre todos producían a un ritmo de 568 miles de barriles diarios (kb/d). Esto da una tasa de producción media de 124 barriles diarios por pozo. Es interesante comparar los pozos de Bakken con los saudíes. Según BP 2013, que se toma la molestia de facilitar los datos de producción en millones de toneladas y en miles de barriles diarios, la producción de petróleo de Arabia Saudí en 2012 fue de 11.530 kb/d. Si la repartimos entre los 3.407 pozos activos en ese año, nos sale una tasa de producción de 3.384 barriles diarios por pozo, es decir, 27,2 veces superior a la del pozo promedio en Bakken. Pero esto no es todo: los pozos de petróleo saudíes tienen una vida útil de algunas décadas (y en esto son comparables a los aerogeneradores). En cambio, los pozos de petróleo de Bakken tienen una vida útil de algunos años: la tasa de agotamiento acumulada en los primeros 5 años es del 94% (Hughes 2013, ver gráfico 1). No me parece exagerado atribuir a los pozos de petróleo saudíes (y a los aerogeneradores) una vida útil 5 veces más larga que la de los pozos de petróleo de Bakken.
Gráfico 1. Curva de agotamiento de los pozos de petróleo de formaciones compactas de Bakken. Fuente: Hughes 2013.

Estamos en condiciones de hacer algunos números más. En promedio, 27,2 pozos de petróleo de Bakken producen como un pozo de petróleo saudí, que tiene una vida útil más o menos 5 veces más larga. Para sustituir un pozo de petróleo saudí harán falta, entonces, 27,2·5=136 pozos de petróleo en Bakken, distribuidos a lo largo de la vida útil de aquel. Está claro que los yacimientos saudíes son de primera división y Bakken es un yacimiento segunda división (pero es el campeón de segunda: está considerado el mejor yacimiento de petróleo de formaciones compactas). Como en el caso de la eólica en España, uno se pregunta: si los saudíes resuelven con un pozo lo que en Bakken cuesta 136, ¿por qué Estados Unidos no se limita a comprar petróleo a los saudíes o a quienquiera que tenga yacimientos de primera y esté dispuesto a venderlo? La respuesta va por los mismos derroteros: los yacimientos de primera división ya no son suficientes para abastecer la demanda global de petróleo. Y a quien no quiera creérselo le pido que eche un vistazo a la evolución del precio del petróleo en la última década. Así que, en efecto, se puede incrementar la producción de petróleo, pero tiene que ser a base de explotar yacimientos de segunda (de hecho los de primera están en declive: ni siquiera es posible sostener su producción conjunta).

A estas alturas supongo que toca disculparme por esta sopa de números y tratar de concluir. La cosa quedaría así:

1 pozo de petróleo "first class" = 136 pozos "fracking" = 312 aerogeneradores

Admito que la comparación es muy simplista, pero creo que es ilustrativa. En el fondo es una forma de expresar la misma idea del artículo anterior: las nuevas fuentes de energía tienen un EROI mucho más bajo que las convencionales. Aquí mi intención es poner en evidencia dos posturas extremas que a veces enturbian el debate sobre las energías renovables. Expuestas con un poco de sorna vendrían a ser estas:
  • Postura "Pro". Las energías renovables, limpias y sobreabundantes, no tienen más que ventajas y pueden sustituir sin problemas a las energías convencionales sin necesidad de renunciar a nada de nuestro estilo de vida y de nuestra prosperidad material. Eso, además, nos evitaría todos los problemas medioambientales derivados del uso de combustibles fósiles, en particular el cambio climático. Si no se han desarrollado antes ha sido porque lo han impedido grupos de interés muy poderosos: la industria petrolera, la del automóvil, las eléctricas y, en general, todos los grandes lobbies capitalistas, movidos por su codicia despiadada si no por intereses aún más oscuros.
  • Postura "Con". Las energías renovables, caras e imposibles de gestionar, no tienen más que inconvenientes y no hay razón para preferirlas a las fuentes de energía convencionales, que son las que durante décadas han venido sosteniendo nuestro estilo de vida y nuestra prosperidad material y no tienen porqué dejar de hacerlo en el futuro. El despliegue de las energías renovables hay que atribuirlo únicamente a la voluntad política de gobiernos "ecosocialistas" empeñados en distorsionar los mercados, recaudar más impuestos y, en general, atentar contra nuestra libertad individual. Y encima, para justificarse y de paso meternos miedo, se han inventado la patraña esa del cambio climático.
Tal como yo lo veo, las dos posturas tienen, por desgracia, una cosa en común: exceso de optimismo. Los yacimientos de combustibles fósiles "de primera" ya no son suficientes para cubrir la enorme demanda actual y, además, están en declive. Nuestra dependencia del petróleo y del gas natural nos fuerza a exprimir yacimientos de segunda que hasta ahora habíamos despreciado y, en consecuencia, pagar el petróleo a precios elevadísimos que han desestabilizado la economía mundial desde 2008. El cambio climático es un problema tremendamente serio. La causa fundamental del escaso desarrollo de las renovables ha sido su clara desventaja comparativa en relación a los combustibles fósiles "de primera". En el panorama actual, las energías renovables más que alternativas son la única opción disponible, la que no nos queda más remedio que aceptar con todos sus inconvenientes. Y no parece nada claro que con energías renovables podamos lograr la misma bonanza energética que hemos disfrutado durante las décadas de petróleo barato y abundante.

Por cierto, el calificativo "sobreabundante" le va bien a la energía solar pero a la eólica le queda grande y para las demás renovables es rotundamente inadecuado.

Notas:

(*) La base de datos de The Wind Power cataloga 984 parques eólicos en España e indica el número de turbinas de cada uno de ellos, que en total suma 20.158. Según los datos que la Asociación Empresarial Eólica (AEE) publica en su web, en 2012 había 1.055 parques eólicos en España. Estimo el número total de turbinas como 20.158·1.055/984 redondeado a la centena: 21.600.

Fuentes:

La foto de los aerogeneradores está tomada del blog Park Interiors de Lauren Andrus: www.parkinteriorsblog.com/2011/04/friday-inspiration_20.html

Datos de la AEE aquí (consultado el 14/02/2014)

BP 2013: BP Satatisitical Review of World Energy 2013

Hughes, D., 2013: Drill Baby Drill. Can Unconventional Oil Usher in a New Era of Energy Abundance? Publicado por Post Carbon Institute. Disponible aquí. Los datos utilizados están en las páginas 81 y 82.

OPEC 2013: OPEC Annual Statistical Bulletin 2013. El dato de número de pozos se ha tomado de la tabla 3.5, Producing wells in OPEC members (p. 27)

Datos de The Wind Power aquí (consultado el 14/02/2014)

12 comentarios:

  1. Hoy en Planeta Futuro (El País) hay un artículo que puede interesarte...

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  2. Cierto el ERI de las renovables es bajo alrededor de 20 la eolica y entre 2 y 10 la fotovoltaica etc, pero el fin de las fósiles igual no nos viene tan mal a los importadores, si nos organizamos bien, con estos EROI tan bajos habrá que invertir más recursos y personal para producir la misma energía; pero España pj. gastó en año pasado 42 mil millones de € en importaciones de fósiles y tiene más de 5 millones de parados, igual si se decican por fuerza ese dinero y esos parados a producir lo que ya no se puede importar, no salimos tan mal parados, eso sí los exportadores lo tienen crudo.

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    1. Los exportadores lo tienen crudo porque cada vez les queda menos crudo, si me permites el chascarrillo.
      Estoy de acuerdo contigo en que en la disyuntiva entre importar energía cara o producir energía cara, sale más a cuenta producirla porque así, al menos, la actividad económica de producir energía se queda en casa. Pero que deje de haber energía barata por ahí fuera no creo que le venga bien a ningún importador, al menos en lo que a la economía se refiere. Lo que gastamos en petróleo el año pasado, y cada año desde hace unos cuantos es, sencillamente, 4 veces más que lo que gastábamos antes de 2005. Que tengamos 5 millones de parados tiene, a mi entender, mucho que ver con ese encarecimiento del petróleo, como he tratado de explicar en varios artículos de este mismo blog.

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    2. Por supuesto que parte de la crisis es debida al enorme encarecimiento de los fósiles (cosa que esta clara no ha hecho más que empezar) por eso perder el tiempo como se hace en España en retrasar lo inevitable es una estúpidez (por algo los países petroleros del golfo están inviertiendo el dinero del petroleo en renovables de forma masiva), que a la larga será mucho más caro; en España gastando como dije 42 mil millones de € al año en energía fosil, es un sinsentido no invertir ese dinero en fomentar las renovables, AHORA, ya que se crearía mucho empleo, que al importar la energía se crea fuera; no se hace por motivos espúreos y amorales de la clase política, pj. llegar al ridículo de crear impuestos únicos en el mundo, como el puesto al sol (el peaje de respaldo al autoconsumo)

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  3. Muy interesante, creo que podría añadirse un límite superior a las renovable impuestos por restricciones en la explotación del territorio, a no ser que se pueda asumir el coste del trasporte de la energía proveída en inmensas termos plantea en zonas desérticas. Augusto

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    1. Muchas gracias por tu comentario, Augusto.
      Sobre las necesidades territoriales de la solar creo que hay un mito. Por ejemplo, en España, una superficie equivalente a la que tenemos comprometida en embalses bastaría para generar toda la electricidad que consumimos (aunque haría falta una enorme capacidad de almacenamiento, claro). Comparada con el sistema hidroeléctrico español, la termosolar o la fotovoltaica requiere entre 5 y 10 veces menos superficie por unidad de energía generada, con la ventaja adicional de que las centrales solares se pueden instalar en terrenos improductivos, o en cubiertas de edificios, mientras que los embalses hidroeléctricos inundan valles de ríos.

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  4. Todos los EROI que veo de la eólica son de hace ya unos años dando alrededor de 18, cuando las máquinas eran de menos de 1 Mw; pero no creo que sea el mismo de las nuevas que se están instalando con Mw superiores entre 2 y 5; la tendencia es a poner cada vez máquinas más grandes con lo que supongo que su EROI será, por tanto, mayor.

    Tampoco e visto en ningún sitio cual puede ser el EROI de la termosolar actual con almacenamiento de sales.

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    1. En Weisbach et al., 2013, que cito en el artículo anterior (Maldito EROI) se proporciona un EROI de 16 referido a una turbina Enercon E-66 de 1,5 MW en una ubicación con 2000 horas/año de carga plena equivalente y sin contar el coste energético del almacenamiento para mantener el suministro en situaciones de poco viento.
      La mejora tecnológica de las turbinas podrá aumentar el EROI para el mismo tipo de ubicación. Sin embargo, las las ubicaciones buenas (con más viento y más constante) son las primeras que se han ocupado. En un escenario con más participación de la eólica en el "mix" energético, será necesario recurrir a ubicaciones peores y esto bajará el EROI.

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    2. Es el EROI más bajo que he leido, y he leido unos cuantos; lo que habría que saber es de cuando es la tecnología de esa turbina; de todas formas creo que el futuro de la eolica esta en el mar, con muchas más horas y vientos más constantes en máquinas bastantes más grandes (casí todas las emplazadas están por encima de 3 Mw); también están las nuevas turbinas para vientos bajos, no contabilizadas en ningún estudio de EROI, de todas formas 16 ya es el doble que el EROI de los pozos marinos de gran profundidad o de las arenas bituminosas que creo que ronda el 8.

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