>Por qué los economistas no entienden el Oil Crash (II): El problema de la TRE

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Queridos lectores,

La discusión en Facebook continúa, y de golpe nos hemos dado de bruces con una espinosa y repetida cuestión: el significado de una TRE (o inglés EROEI) baja (aunque en cuanto se ha visto que la discusión se complicaba el asunto ha sido abandonado). Éste aspecto en particular es bastante esquivo para los “economistas” (en el sentido del post anterior, el cual deberían leer antes que éste), en primer lugar por desconocimiento de qué se trata, y después por la dificultad de aceptar algo que escapa a una descripción (y solución) meramente monetaria.


Comencemos por definir la Tasa de Retorno Energético (TRE). Dada una fuente de energía, su TRE es la cantidad de energía recuperada por cada unidad de energía invertida. Ya hemos explicado varias veces que se necesita gastar (invertir) una cierta cantidad de energía para poder obtener energía de una cierta fuente: tenemos que construir y operar aparatos para su búsqueda, tenemos que perforar rocas en algunos casos, tenemos que procesar lo extraído para refinarlo o purificarlo, tenemos que preparar el terreno y construir aparatos apropiados para su captación o aprovechamiento, etc. Una buena fuente de energía será aquella que, entre otras propiedades, se pueda explotar a gran escala sin causar grandes consecuencias ambientales y tengo una TRE alta. Se suelen citar el siguiente diagrama realizado por el profesor Charles Hall de la University of Syracuse, Nueva York, autoridad mundial en materia de TREs. Este diagrama  nos muestra el estado en términos de TRE (denotado Energy Return on Energy Investment o EROEI en este diagrama, puesto que está en inglés) y volumen de energía generada de las diversas fuentes utilizadas por los EE.UU.:





La extensión horizontal de los globos nos indica la incertidumbre sobre la cantidad de la energía que está generando en realidad la fuente en cuestión (sobre el significado de la incertidumbre en la ciencia, repásense el post “El azar y la necesidad“), mientras que la extensión vertical es indicativa no sólo de esta incertidumbre sino de la variabilidad real que tiene la fuente en cuestión (ya que no todos los lugares donde una fuente se explota da el mismo valor). A título informativo se muestra cuáles eran las TREs del petróleo en 1920 (TRE=100) y en 1970 (TRE=30); hoy en día la TRE del petróleo seguramente está alrededor de 20 o menos. Se suele decir que hay una mínima TRE para que una sociedad sea viable; algunos autores la cifran en 5; otros, basándose en estudios antropológicos que estudia sociedades antiguas como la de los cazadores-recolectores o las primeras sociedades neolíticas, apuntan a que la mínima TRE posible para mantener una sociedad estructurada es 10. Es decir, en estas sociedades se invertía una unidad de energía para así ganar 10; la ganancia neta de energía era por tanto de 9 unidades, que se destinaban a los usos discrecionales de la sociedad: cuidado de mayores y niños, calzado, vestido, construcción, sanidad, etc.


Para entender los argumentos que ahora daré hace falta hacer un poco de aritmética elemental. Muchos de Vds. estarán ahora haciendo la declaración de la renta, así que no se asusten, que esto es mucho más simple.


Denotaremos por E toda la energía que se produce en una sociedad, por N la energía neta que le queda a la sociedad para usarla como quiera y por P la energía dedicada a la producción de la energía. Por construcción,

E = P + N



La TRE de esta sociedad es, por tanto,

 TRE = E/P = 1+N/P

Fíjense que una parte de la energía total que se consigue en esta sociedad se está destinando precisamente a su obtención. Como nos interesa enfatizar la relación entre la energía neta N y la destinada a la producción P volvamos a escribir la relación de arriba aislando el cociente de ambas:

    N/P = TRE – 1


Recordemos que para que una fuente de energía sea tal su TRE ha de  ser superior a 1; cuando la TRE cae a 1 la energía neta cae a 0 y si estamos hablando de una sociedad es imposible destinar más energía para la producción (puesto que a se estaría destinando toda la disponible).

Un fenómeno constatado con las diversas fuentes de energía fósil que estamos explotando (y también con el uranio) es que a medida que vamos agotando los mejores yacimientos los que nos van quedando son más difíciles de explotar, a pesar de las mejoras en las técnicas de extracción; por culpa de esto, la TRE de estas fuentes está cayendo. Es fácil reconocer que la bajada de la TRE crea problemas, todos los demás factores quedando igual. Efectivamente, si no aumentamos la energía total producida E, la fracción de energía neta N que nos va quedando es cada vez más pequeña al disminuir la TRE, ya que (hagan el álgebra Vds. mismos, pongo directamente la expresión final):

N = (1 – 1/TRE) · E

El factor (1-1/TRE) representa el tanto por 1 de energía total que representa la energía neta disponible para la sociedad. Por tanto, si TRE se va acercando a 1, la fracción de energía que queda como energía neta se va acercando a 0. Pero, ¿es eso tan grave?

En medio de la discusión de Facebook, un interlocutor hizo referencia a un blog anti-Peak Oil que yo tengo enlazado en “La visión contraria” de la columna de la derecha, Peak Oil Debunked, y en concreto un post de ya hace unos años titulado “Errores de concepto con la TRE” (en inglés, como todo el blog). No voy a discutir aquí todos los errores que el autor, JD, vuelca vitriólicamente en su post, aunque me parece relevante citarlo aquí porque, justamente, quien me lo citó es un profesional del mundo financiero, y se ve que esto es todo lo que conoce acerca del concepto de TRE; pero sí que quiero discutir, por su relevancia, uno de esos errores (los demás los dejo a los comentaristas de este blog): el autor afirma que los animales tienen una TRE de 1 y viven tan ricamente. Es completamente imposible que los animales tengan una TRE de 1, puesto que aparte de la energía que destina a la producción (P) tienen otros usos (N) como la construcción del nido o guarida, el apareamiento, la defensa del territorio y, más importante, alimentar a las crías. En la práctica, un mamífero instalado en un hábitat sostenible tiene típicamente una TRE de 5 o superior (simplemente, para muchos animales adultos hay 2 o 3 otros animales dependientes, más los otros gastos energéticos comentados), y esas TREs implican, como dijo un comentarista, que el animal se pasa la mayoría del día en la sombra, ahorrando energía. Un animal con una TRE de 1 se pasaría todo el tiempo buscando para comer él, sin poder pensar en construir un nido o mantener una descendencia, y al cabo de su miserable existencia se extinguiría.


Aceptamos pues que no hay ejemplos naturales de TREs muy bajas, muy cercanas a 1. Pero, ¿sería posible conseguirlo de manera no natural? A fin de cuentas, volamos y no tenemos alas, entre otros prodigios. Siendo más concreto: el problema al final es la energía neta N disponible para la sociedad, así que aunque el porcentaje que ésta representa del total E sea cada vez más pequeña, si aumentamos E podemos evitar el declive. Es decir, si cada vez nos cuesta más energía producir energía neta, pues aumentemos nuestra producción de energía total con tal de mantener, e incluso aumentar, la energía neta producida.


El problema no es tan sencillo, simplemente porque hay límites en la energía total que se puede llegar a producir que vienen de los límites en la energía de producción P. Para producir energía necesitamos en primer lugar que ésta esté disponible en la naturaleza (que haya suficientes yacimientos, que haya lugares para aprovechar la energía renovable). Los economistas se suelen fijar en el gigantesco volumen de reservas de petróleo no convencional que hay en el mundo (7 veces mayores que las de petróleo convencional) y concluyen que no hay un problema energético, que sólo es un problema de inversión: invirtiendo el suficiente dinero en nuevas instalaciones podremos aprovechar esos gigantescos recursos, y aunque el rendimiento (en términos de TRE) de cada instalación sea menor, como haremos muchas instalaciones la producción podrá incluso crecer. Los defensores de la energía renovable como solución al problema, por su parte, se suelen fijar en que la energía que nos llega del Sol equivale a una potencia media de 140.000 Tw, es decir, más de 10.000 veces superior a los 12 Tw de potencia media equivalente a la energía consumida en toda la Tierra y llegan a la misma conclusión que los economistas: simplemente, hace falta invertir, aún cuando el rendimiento sea tan mediocre como esa TRE de 2 que comentaba Pedro Prieto en Barbastro.

Sin embargo, el problema es que aumentar la energía total E manteniendo la energía neta constante N implica aumentar la energía de producción P. Pero esta energía no sólo contiene la energía usada directamente por las máquinas que extraen el recurso (bombas, camiones para el transporte, trituradoras, etc) sino también la energía que contienen los medios de producción (pozos, paneles fotovoltaicos), es decir, la energía que cuesta fabricarlos, desde que se extraen los materiales que los forman hasta que se trituran y procesan para después ser fundidos y ensamblados. Pero, a medida que los recursos a explotar son más extremos requieren más cantidad de material (más acero, más cobre, con lo que se explotan minas más extremas, de menos concentración, que requieren más energía), más agua (bien cada vez más escaso) y más materiales exóticos (titanio para endurecer las aleaciones, telurio para las placas fotovoltaicas más eficientes, germanio para los semiconductores, neodimio para los aerogeneradores más potentes, etc; tienen un pequeño compendio en el postLa guerra de las tierras raras“). Cuando de uno de estos materiales no se puede producir en suficiente cantidad, entonces la industria se vuelca en buscarle un sustituto, y cuando éste tampoco puede más se le busca otro y otro… Pero ese proceso tiene un recorrido finito. A pesar de los enormes progresos de la tecnología, nuestro conocimiento de la ciencia de los materiales ha progresado muchísimo, es una ciencia bastante madura ya, y por tanto no podemos esperar, como hacen los economistas, ganancias percentuales en eficacia cada año, sino incrementos marginalmente decrecientes. Nuestra presión sobre todos los materiales, en el denodado esfuerzo por incrementar la energía de producción P y así mantener la energía neta para la sociedad N a pesar del descenso de la TRE nos ha llevado a saquear todo lo saqueable, y a sincronizar los cenits de producción de muchos materiales, en el fenómeno conocido como La Gran Escasez o Peak Everything. El problema, al final, es que llega un momento en que P ya no puede aumentar más, y por tanto la energía neta N llega a su máximo posible para una TRE dada. Y, a partir de ahí, la energía neta de la que dispone la sociedd languidece a medida que la TRE baja. En suma, hay límites a la capacidad productiva, con lo que el inevitable descenso de la TRE nos lleva a una pérdida de energía disponible para la sociedad y, si no se toman medidas drásticas, al colapso de la misma. Y esto es difícil de creer por quien cree que con dinero todo se puede comprar, porque durante dos siglos así ha sido. Pero ahora ya no.


Para terminar, no me resisto a reproducir una viñeta que Sr.Medusa enlazó en un comentario anterior, y que explica muy bien hasta qué punto estamos engañados sobre nuestro papel en el mundo.






Salu2,
AMT

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