Jesús García Rubiano
Profesor Titular del Departamento de Física de la ULPGC
El Digital/ULPGC.es
Introducción
En los últimos meses, al llenar el depósito de nuestro coche hemos podido experimentar de forma directa el acusado aumento del precio del petróleo que está teniendo lugar. De hecho, hasta el año 2003 el máximo histórico en el precio del barril de petróleo Brent era de 40.15 $ que se alcanzó durante la primera guerra del golfo en 1991. En la actualidad se acerca a los 60 $ y parece que tiende a mantenerse en este entorno de precios. Si bien el impacto sobre la economía mundial de esta subida es por ahora moderado, urge analizar el modelo de desarrollo energético actual para poder planificar el futuro.
La problemática del petróleo.
La primera pregunta que debemos responder es si la subida del crudo es coyuntural o refleja el agotamiento de este recurso energético. La respuesta a esta pregunta es compleja pues intervienen multitud de factores interrelacionados. Simplificando, podemos decir que la creciente demanda energética mundial (provocada en parte por el crecimiento de los países en desarrollo como China) está ocasionando desajustes entre la producción y el consumo que llevan a un aumento de los precios. A este factor principal, se suman factores geopolíticos no menos relevantes y problemas crecientes de producción y reserva de crudo.
Si no tenemos en cuenta los factores geopolíticos, en principio, los precios se podrían estabilizar en el momento que se produzca petróleo suficiente para satisfacer la creciente demanda de la comunidad internacional. Pero como indica Paul Isbell, hay grandes dudas respecto a la voluntad y la capacidad de las empresas privadas y estatales de aumentar su capacidad de producción. Cada año desde 1980, el mundo ha ido consumiendo más de lo que las reservas han ido aumentando.
En la actualidad se consumen cuatro barriles por cada barril descubierto y añadido a las reservas. Además, los costes de descubrir y desarrollar nuevas reservas han ido en aumento. Aunque el aumento de los precios puede estimular la búsqueda de nuevas reservas y el desarrollo de nuevas tecnologías para el aprovechamiento de fuentes no convencionales de petróleo 1 no está claro que el aumento en la capacidad de producción pueda cubrir la demanda. De hecho, según los organismos oficiales de la industria, como la AIE o el Departamento de Energía de EEUU, el cenit de la producción mundial del petróleo probablemente se alcanzará durante la década de 2030 (no por una escasez física de petróleo sino por motivos técnicos relacionados con un descenso en el ritmo de producción posible en campos maduros). Otras fuentes reducen incluso este plazo. Por tanto, según los organismos más conservadores en este respecto, sólo nos queda una generación con incrementos en la producción global.
Evolución del mix energético
En importante, por tanto, la búsqueda de nuevas fuentes de energía para disminuir nuestra dependencia del petróleo. Evidentemente, no es necesario decantarse por una sola fuente de energía, sino que lo lógico es utilizar una mezcla de todas las fuentes disponibles que se suele denominar mix energético. Las fuentes de energía que, en la actualidad, componen el mix son las siguientes: carbón, petróleo, gas natural, nuclear, y renovables (hidráulica, eólica, solar, biomasa
). El peso de cada fuente de energía en el mix lo debe fijar la política energética de cada país en función de consideraciones de disponibilidad, económicas, medioambientales y tecnológicas. En la tabla siguiente se muestra la composición del mix-energético de nuestro país.
Como se puede comprobar, el petróleo constituye prácticamente el 52 % del consumo de energía primaria en España, lo que nos hace altamente dependientes de sus precios2. Si se quiere variar esta situación ¿qué alternativas existen?. A corto plazo no parece que se vayan a desarrollar nuevas fuentes de energía y lo único posible es aumentar el porcentaje de importancia de las otras fuentes de energía disponible. Analizaremos, a continuación las distintas alternativas.
Carbón. El carbón ha sido tradicionalmente una de las fuentes primarias de energía más importantes, sobre todo en la producción de energía eléctrica. Además reduce nuestra dependencia exterior porque existe una industria minera del carbón en España. No obstante, es una fuente en retroceso debido su impacto en el calentamiento global por sus emisiones de CO2. Tras la adhesión de España al tratado de Kyoto no es posible incrementar el peso del carbón en el mix energético sino, más bien, todo lo contrario.
Gas natural. El gas natural en una fuente energética en gran expansión y de hecho, en los últimos años, las plantas de gas de ciclo combinado están sustituyendo a las de carbón, aumentando su porcentaje en el mix tal y como se aprecia en la tabla 1. A largo plazo, presentarán problemas de agotamiento, como el petróleo. Además la mayor parte de los yacimientos de gas natural están situados en países de gran inestabilidad política, lo que contribuye a incertidumbres en su abastecimiento. Desde el punto de vista medioambiental produce emisiones de CO2 aunque en menor medida que el carbón.
Energía Nuclear de Fisión. La energía nuclear experimentó un avance espectacular durante las décadas de los 70 y 80. A partir de los noventa presenta un estancamiento y disminuye su importancia relativa en el mix debido a que numerosos países declararon la moratoria nuclear, preocupados por la seguridad de las plantas3 y por el problema de los residuos.
Sin embargo, los altos precios de los combustibles fósiles están provocando que varios países se planteen una vuelta a la energía nuclear. Esto presenta, además, ventajas medioambientales pues los reactores nucleares no producen emisiones significativas de CO2 a la atmósfera, por lo que contribuyen notablemente al cumplimiento del Protocolo de Kyoto. Además, las mejoras en seguridad alcanzadas por las plantas de tercera generación (reactores AP600, ABWR o EPR), han despejado muchas dudas sobre la seguridad nuclear. El principal problema son los residuos, siendo necesario seguir investigando en su eliminación4 .
Energías renovables. Las energías renovables están experimentando un espectacular avance en los últimos años, incrementando considerablemente su peso en el mix energético. Este aumento es lógico, pues las energías renovables son inagotables, limpias y reducen la dependencia exterior de los países, pues son autóctonas. Como se puede ver en la tabla 1, se espera que en 2012 este tipo de energías represente el 12.3 % del total del mix (ahora representan el 5.6%) superando incluso al Carbón. Su principal inconveniente reside en la inestabilidad del suministro (falta de viento, agua o radiación solar) y en las dificultades tecnológicas que salvo para la energía hidráulica existen para un aprovechamiento eficiente de este tipo de energía dispersa.
Del análisis anterior se deduce que, a corto plazo, resultará difícil cambiar la composición de nuestro mix energético de forma sustancial. La tendencia es la sustitución de carbón y petróleo (dentro de lo posible) por gas natural y el aumento del cupo de renovables. La composición del mix en 2012 que mostramos en la tabla 1 refleja este escenario de forma conservadora. Aunque no está previsto en nuestro país, parece recomendable mantener e incluso aumentar el porcentaje nuclear, construyendo nuevas plantas de tercera generación que, de entrada, sustituyan a las actuales cuando terminen su vida útil5.
Fuentes emergentes a largo plazo
A muy largo plazo, es de esperar que nuevas fuentes de energía, hoy en desarrollo, alcancen la etapa de producción sustituyendo a las tradicionales. Una de las más importantes, dado que permitirá la producción de energía a gran escala, es la energía nuclear de fusión. A diferencia de la fisión, que consiste en dividir núcleos de elementos pesados, la fusión utiliza la energía desprendida en la unión de dos átomos de hidrógeno para formar helio. Esta fuente de energía es limpia y prácticamente inagotable y es la responsable de la vida en la tierra ya que es la energía de las estrellas.
Casi todos los países industrializados dedican parte de su esfuerzo investigador a estas tecnologías. En el mundo existen dos líneas principales de investigación para el desarrollo de la energía de fusión controlada, la fusión por confinamiento magnético y la fusión por confinamiento inercial. En el campo de la fusión por confinamiento magnético, cabe destacar el proyecto ITER (International Termonuclear Reactor) en el que se pretende construir un reactor experimental de fusión que demuestre la viabilidad ésta tecnología. Es un proyecto internacional en el que participan lo EEUU, la UE, Rusia y Japón. El ITER se construirá en la próxima década en Franca y España participa como miembro de la UE. En el campo de la fusión por confinamiento inercial en la actualidad se desarrollan los proyectos NIF (Nuclear Inertial Facility) de los EEUU y MEGAJOULE de la UE que también prometen resultados esperanzadores.
El hidrógeno es la base de otra fuente en rápido desarrollo en la actualidad, las pilas de combustible. Las pilas de combustible son sistemas electroquímicos en los que la energía de una reacción química se convierte directamente en energía eléctrica. A diferencia de la pila eléctrica o batería, una pila de combustible no se acaba ni necesita ser recargada; funciona mientras el combustible comúnmente hidrógeno y el oxidante normalmente aire u oxígeno le sean suministrados desde fuera de la pila.
Las pilas de combustible son dispositivos ecológicos ya que si son alimentadas por hidrógeno, además de electricidad y calor, sólo producen agua como residuo. Conviene destacar, no obstante, que la energía que produzcan las pilas de combustible será tan limpia como la energía que se emplee para generar el hidrógeno que consumen. La utilización de hidrocarburos para la producción de hidrógeno, eliminaría prácticamente las emisiones de óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono. Considerando que sus eficacias son potencialmente superiores a las de los motores de combustión interna, las emisiones de dióxido de carbono se verían además reducidas
Las pilas de combustible pueden ofrecer la respuesta a diversos requerimientos energéticos. La eficacia de estos dispositivos no depende del tamaño como sucede en otros sistemas energéticos. Este hecho permite su aplicación en sistemas de energía miniaturizados y portátiles. Su eficacia es potencialmente superior a cualquier otro sistema, haciéndolas particularmente atractivas para aplicaciones estáticas de alta o baja energía. Además, las celdas de combustible suponen actualmente una esperanza real dentro del mercado del transporte.
Referencias
[1] Isbell Paul. Los precios del petróleo: la situación actual y perspectivas futuras. Informe ARI Nº 98/2005 del Real Instituto Elcano de Estudios Internacionales y Estratégicos.
[2] Foro de la Industria nuclear Española. Energía 2005. http://www.foronuclear.org
[3] Vigil, Alejandro. El debate inevitable sobre la energía nuclear. Informe ARI Nº 104/2005 del Real Instituto Elcano de Estudios Internacionales y Estratégicos.
[4] http://www.tecnociencia.es
1Entre las que podemos destacar los esquistos y arenas de alquitrán, que son la forma de petróleo más abundante en el mundo. Las reservas de estas dos fuentes son más de 500 veces superiores al total de las reservas comprobadas de petróleo crudo. Sin embargo, debido al elevado coste de convertir el petróleo de esquistos y las arenas de alquitrán en productos petroleros útiles, la cantidad que da rendimiento comercial es relativamente pequeña.
2Nótese que además, la tercera fuente energética en importancia, el gas natural tampoco se produce en España lo que implica que hemos de importar casi el 65 % de la energía que consumimos.
3Accidentes de Three Miles Island y Chernobyl.
4En este sentido se están proponiendo tecnologías basadas en la transmutación con haces de partículas que parecen muy esperanzadoras
5Salvo las dos más antiguas, que se clausuran en esta década, el resto de las plantas nucleares en funcionamiento en España, terminan su periodo de explotación entre los años 2019 y 2026.
