El coste energ¨¦tico de la producci¨®n de energ¨ªa

Hacia la mitad del siglo pasado, cuando el mayor productor de petr¨®leo del mundo era Estados Unidos, para obtener un barril de crudo era necesario gastar la energ¨ªa equivalente a un 1%, aproximadamente, de la energ¨ªa contenida en ese barril. Hoy, esa cifra ha aumentado y se sit¨²a, en promedio, por encima del 10%. La raz¨®n es clara. Los primeros yacimientos eran f¨¢ciles de explotar, con un crudo de buena calidad situado a peque?as profundidades, de forma que la cantidad de energ¨ªa empleada en prospecci¨®n, perforaci¨®n, bombeo y dem¨¢s procesos necesarios para convertir los hidrocarburos del subsuelo en energ¨ªa ¨²til era una peque?a fracci¨®n de la contenida en el producto resultante.

El fin de la era de la energ¨ªa eficaz y barata abre el camino a un cambio de civilizaci¨®n

El desarrollo de las renovables ha pasado a ser un objetivo estrat¨¦gico

Pero a medida que los yacimientos m¨¢s accesibles se agotaban, ha sido preciso buscar y explotar petr¨®leo situado en localizaciones m¨¢s profundas y dif¨ªcilmente accesibles o, en el caso de los llamados petr¨®leos no convencionales, utilizar hidrocarburos dispersos en arenas, esquistos u otros materiales.

El hecho de que para obtener energ¨ªa ¨²til sea preciso invertir antes una cierta cantidad de energ¨ªa es extensible a todas las fuentes primarias, e incluso a la energ¨ªa contenida en los alimentos y utilizada para mantener la actividad biol¨®gica de los organismos. A veces se cuantifica esta relaci¨®n mediante un par¨¢metro, EROI (de Energy Return On Investment), que no es otra cosa que el cociente entre la energ¨ªa obtenida y la que es necesario gastar previamente para obtenerla. Va de suyo que para que una fuente de energ¨ªa lo sea realmente, ese cociente debe ser mayor que 1 y que cuanto mayor sea m¨¢s calidad tendr¨¢, en el sentido de que mayor ser¨¢ la fracci¨®n de energ¨ªa neta que podemos aplicar a otros usos (as¨ª, para el petr¨®leo, dicho indicador ha pasado de un valor de 100 a otro de 10 o menos en unos 60 a?os).

No es f¨¢cil evaluar con precisi¨®n todos los insumos energ¨¦ticos y no todos son de la misma naturaleza. Algunos requieren el uso directo de energ¨ªa f¨®sil, mientras que otros lo son en forma de electricidad, y una parte de ellos depende de factores locales, lo que introduce variaciones en las estimaciones que hacen diferentes autores para la misma fuente de energ¨ªa. En todo caso, y a pesar de los m¨¢rgenes de variabilidad, el valor aproximado de dicho par¨¢metro es suficiente para comparar la "calidad" de las distintas fuentes energ¨¦ticas.

En lo que se refiere al petr¨®leo, es claro que en los primeros tiempos de su uso masivo el EROI era excepcionalmente alto, contribuyendo as¨ª a un r¨¢pido desarrollo de las tecnolog¨ªas basadas en su uso, incluyendo el transporte y tambi¨¦n fertilizan

tes y plaguicidas para la agricultura, as¨ª como al cambio en los h¨¢bitos de vida asociados a estas tecnolog¨ªas. Una parte importante del sostenido crecimiento econ¨®mico durante la segunda mitad del siglo XX se debe al uso intensivo de esta fuente de energ¨ªa de alta calidad.

Hoy, el EROI de los nuevos yacimientos es m¨¢s bajo y lo m¨¢s probable es que siga disminuyendo. En cuanto a los petr¨®leos no convencionales (arenas bituminosas o alquitranes pesados, por ejemplo) su rendimiento energ¨¦tico, medido a trav¨¦s del EROI, es claramente inferior, debido a la gran cantidad de energ¨ªa que es necesario invertir en el tratamiento t¨¦rmico y en la manipulaci¨®n de enormes cantidades del material en el que est¨¢n embebidos los hidrocarburos. De ah¨ª que sea conveniente renormalizar las reservas existentes para tener en cuenta ¨²nicamente el crudo neto que se puede obtener, as¨ª como que el coste de la energ¨ªa determina no s¨®lo los ingresos obtenidos en su venta sino tambi¨¦n los costes.

Para el caso de los biocombustibles, pasar de grano de cereal, por ejemplo, a etanol con un alto grado de pureza exige el consumo de una gran cantidad de energ¨ªa previa, en la producci¨®n de semillas, abonos, plaguicidas, transporte y tratamiento del producto hasta llegar al combustible listo para su uso. El balance energ¨¦tico en este caso es bastante pobre, siendo la energ¨ªa neta obtenida, seg¨²n la mayor¨ªa de los expertos, ¨²nicamente un peque?o porcentaje de la invertida. El escaso remanente energ¨¦tico que, en el mejor de los casos, se obtiene convirtiendo grano de cereal en bioetanol es un factor a tener en cuenta m¨¢s de fondo y menos coyuntural que la discutida influencia que haya podido tener en el aumento del precio del ma¨ªz (mucho menor, sea ¨¦sta cual sea, en el caso del trigo o el arroz).

No ocurre lo mismo con la ca?a de az¨²car, m¨¢s eficiente desde el punto de vista energ¨¦tico y de menor impacto sobre el sector alimentario; y menos a¨²n con el llamado bioetanol de segunda generaci¨®n, que se obtendr¨¢, cuando la tecnolog¨ªa se desarrolle a escala industrial, a partir de biomasa celul¨®sica procedente de residuos org¨¢nicos o de plantas le?osas o herb¨¢ceas.

Algunos autores consideran que el balance energ¨¦tico de las fuentes de energ¨ªa, o de los cultivos en el caso de la alimentaci¨®n, es un factor esencial a la hora de explicar hechos hist¨®ricos determinantes, como la quiebra de equilibrios sociales debida a rendimientos energ¨¦ticos decrecientes en la agricultura, la emergencia de la civilizaci¨®n tecnol¨®gica a partir del descubrimiento de los usos industriales al carb¨®n, o la transformaci¨®n del transporte y la agricultura a partir de una fuente que ha tenido un enorme rendimiento energ¨¦tico hasta este momento como es el petr¨®leo.

El carb¨®n sigue siendo abundante, con un balance energ¨¦tico menor que el petr¨®leo pero aceptable, aunque tiene graves contraindicaciones medioambientales, por lo que su aprovechamiento energ¨¦tico "limpio", por ejemplo con tecnolog¨ªas de captura y secuestro de di¨®xido de carbono, requerir¨¢ de procesos costosos en energ¨ªa, con lo que su balance energ¨¦tico final disminuir¨¢.

Todo parece indicar que el EROI de las fuentes convencionales de energ¨ªa est¨¢ disminuyendo y as¨ª seguir¨¢ en el futuro pr¨®ximo, de forma que, hasta que se produzca el pleno dominio de la tecnolog¨ªa de fusi¨®n nuclear, cosa que no ocurrir¨¢ en unas cuantas d¨¦cadas, tendremos que enfrentarnos al hecho de que decrece la calidad de la m¨¢s b¨¢sica de las materias primas y la ¨²nica que no puede reciclarse, la energ¨ªa.

Las energ¨ªas renovables, viento y sol principalmente, presentan un buen balance energ¨¦tico y el aumento de su contribuci¨®n a la producci¨®n de energ¨ªa es un objetivo estrat¨¦gico. Sus principales inconvenientes son, adem¨¢s del precio, la exigencia de grandes extensiones de territorio debido a su car¨¢cter difuso, y la intermitencia, que podr¨¢ resolverse con dispositivos de almacenamiento de energ¨ªa, sector ¨¦ste que est¨¢ recibiendo una gran atenci¨®n en la comunidad de cient¨ªficos y tecn¨®logos.

La energ¨ªa nuclear presenta tambi¨¦n un buen EROI pero genera residuos peligrosos de larga vida, que son su principal inconveniente, aunque es veros¨ªmil que se encuentre un tratamiento adecuado para los mismos en el pr¨®ximo futuro.

En todo caso, las renovables y la energ¨ªa nuclear, ambas imprescindibles, en mi opini¨®n, para aliviar los problemas asociados al suministro de energ¨ªa y al cambio clim¨¢tico, tienen un balance energ¨¦tico claramente menos favorable que el que ha caracterizado hist¨®ricamente al petr¨®leo. Los avances en investigaci¨®n y desarrollo podr¨¢n mejorar la situaci¨®n pero en ning¨²n caso invertir una tendencia que nace de las caracter¨ªsticas f¨ªsicas de las fuentes de energ¨ªa disponibles. Lo que, si tienen raz¨®n los expertos que han estudiado la historia econ¨®mica desde una perspectiva energ¨¦tica o biof¨ªsica, indicar¨ªa que tendr¨ªamos que enfrentar en breve plazo una situaci¨®n en la que las limitaciones energ¨¦ticas podr¨ªan constituirse en una de las m¨¢s serias restricciones para el crecimiento econ¨®mico tal y como lo hemos concebido en una ¨¦poca de energ¨ªa de gran calidad, abundante y barata.

Cayetano L¨®pez es director adjunto del CIEMAT.