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Las fallas de la transición energética.

Cambio Climático

Las fallas de la transición energética.

Cuando la población es demasiado alta para los recursos el resultado es “rebasamiento y colapso

He escrito muchas publicaciones relacionadas con el hecho de que vivimos en un mundo finito. En algún momento, nuestra capacidad para extraer recursos se ve limitada. Al mismo tiempo, la población sigue aumentando. El resultado habitual cuando la población es demasiado alta para los recursos es “rebasamiento y colapso”. Pero este no es un tema del que los políticos o banqueros centrales u oligarcas que asisten al Foro Económico Mundial se atrevan a hablar.

En cambio, los líderes mundiales encuentran un problema diferente, a saber, el cambio climático, para enfatizar por encima de otros problemas. Convenientemente, el cambio climático parece tener algunas de las mismas soluciones que “quedarse sin combustibles fósiles”. Por lo tanto, una persona podría pensar que una transición energética diseñada para tratar de arreglar el cambio climático funcionaría igualmente bien para tratar de solucionar el agotamiento de los combustibles fósiles . Desafortunadamente, esta no es realmente la forma en que funciona.

En esta publicación, expondré algunos de los problemas involucrados.

[1] Hay muchas limitaciones diferentes a las que deben ajustarse las nuevas fuentes de energía.

Estas son algunas de las limitaciones que veo:

– Deber económico de producir

– Debería funcionar con la cartera actual de dispositivos existentes.

– Debe estar disponible en las cantidades requeridas, en el plazo necesario

– No deben contaminar el medio ambiente, ni en el momento de su creación ni al final de su vida útil.

– No debe agregar CO2 a la atmósfera.

– No debe distorsionar los ecosistemas.

– Debe almacenarse fácilmente, o debe aumentarse y descender fácilmente para adaptarse con precisión a las necesidades de sincronización de energía

– No se puede abusar del agua dulce o de los minerales escasos.

– No puede requerir una nueva infraestructura propia, a menos que se considere el enorme costo en términos de retraso en el tiempo y mayor uso de materiales.

Si un tipo de energía es simplemente un pequeño complemento del sistema existente, tal vez se pueda tolerar una pequeña desviación de la lista anterior, pero si existe la intención de ampliar el nuevo tipo de energía, se deben cumplir todos estos requisitos.

Realmente es el costo total del sistema lo que es importante. Históricamente, el uso de carbón ha ayudado a mantener bajos los costos generales del sistema. Los sustitutos deben desarrollarse teniendo en cuenta las necesidades generales y el costo del sistema.

La razón por la que el costo total del sistema es importante es porque los países con sistemas de energía de alto costo tendrán dificultades para competir en un mercado mundial, ya que los costos de energía son una parte importante del costo de producción de bienes y servicios. Por ejemplo, el costo de operar un crucero depende, en gran medida, del costo del combustible que utiliza.

En teoría, se pueden usar tipos de energía que funcionan con diferentes dispositivos (por ejemplo, automóviles y camiones eléctricos en lugar de los que funcionan con motores de combustión interna), pero se puede esperar un retraso prolongado antes de que se produzca un cambio material en el uso general de energía. Además, puede ser necesario un gran aumento en el uso total de materiales para la producción. El sistema no puede funcionar si el costo total es demasiado alto, si los materiales no están realmente disponibles o si el tiempo es demasiado lento.

[2] Lo principal que hace que una economía crezca es una oferta cada vez mayor de productos energéticos económicos de producir.

La comida es un producto energético. Pensemos en lo que sucede cuando la agricultura se mecaniza, por lo general utilizando dispositivos que se fabrican y operan con carbón y petróleo. El costo de producir alimentos se reduce sustancialmente. En lugar de gastar, por ejemplo, el 50% del salario de una persona en alimentos, el porcentaje puede descender gradualmente al 20% del salario, y luego al 10% del salario en alimentos y, finalmente, incluso, digamos, al 2% del salario de comida.

A medida que cae el gasto en alimentos, surge la oportunidad de realizar otros gastos, incluso si los salarios se mantienen relativamente nivelados. Con un menor gasto en alimentos, una persona puede gastar más en libros (hechos con productos energéticos), transporte personal (como un vehículo) o entretenimiento (también posible gracias a los productos energéticos). Curiosamente, para que una economía crezca, los artículos esenciales deben convertirse en una parte cada vez menor del presupuesto de todos, de modo que los ciudadanos tengan suficientes ingresos sobrantes disponibles para más artículos opcionales.

Es el uso de herramientas, fabricadas y operadas con productos energéticos económicos del tipo adecuado, lo que aprovecha el trabajo humano para que los trabajadores puedan producir más alimentos en un período de tiempo determinado. Este mismo enfoque también hace que muchos otros bienes y servicios estén disponibles.

En general, cuanto menos costoso sea un producto energético, más útil será para la economía. Un país que opera con una combinación económica de productos energéticos tenderá a ser más competitivo en el mercado mundial que uno con una combinación de productos energéticos de alto costo. El petróleo tiende a ser caro; el carbón tiende a ser económico. Esta es una de las principales razones por las que, en los últimos años, los países que utilizan una gran cantidad de carbón en su combinación energética (como China e India) han podido hacer crecer sus economías mucho más rápidamente que aquellos países que dependen en gran medida del petróleo en sus combinaciones energéticas.

[3] Si la producción de productos energéticos es cada vez más cara, o si su producción no crece muy rápidamente, existen soluciones temporales que pueden ocultar este problema durante varios años.

En las décadas de 1950 y 1960, el consumo mundial de carbón y petróleo crecía rápidamente. También se agregaron gas natural, hidroeléctrica y (un poco) nuclear. El costo de producción se mantuvo bajo. Por ejemplo, el precio del petróleo, convertido al valor actual en dólares, era inferior a 20 dólares por barril.

Una vez pasados ​​los idílicos años 50 y 60, fue necesario ocultar los problemas asociados con el aumento del costo de producción utilizando varios enfoques:

– Aumento del uso de la deuda: realmente una promesa de bienes y servicios futuros hechos con energía.

– Tasas de interés más bajas: permite que el aumento de la deuda sea una carga financiera menor.

– Mayor uso de la tecnología: para mejorar la eficiencia en el uso de energía.

– Uso creciente de la globalización: para hacer uso de la combinación de energía más barata y el menor costo de la mano de obra de otros países

Después de más de 50 años, parece que estamos alcanzando límites con respecto a todas estas técnicas:

– Los niveles de deuda son excesivos

– Las tasas de interés son muy bajas, incluso por debajo de cero.

– El uso cada vez mayor de la tecnología y la globalización han llevado a una disparidad salarial cada vez mayor; muchos trabajos de bajo nivel han sido eliminados por completo

– La globalización ha llegado a sus límites; China ha llegado a una situación en la que su oferta de carbón ya no crece

[4] El problema que la mayoría de la gente no comprende es el hecho de que con el agotamiento, el costo de producción de productos energéticos tiende a aumentar, pero los precios de venta de estos productos energéticos no aumentan lo suficiente para mantenerse al día con el costo creciente del agotamiento.

Como resultado, la producción de productos energéticos tiende a caer porque la producción deja de ser rentable .

A medida que nos alejamos cada vez más de la situación ideal (petróleo a menos de $ 20 por barril y aumenta en cantidad cada año), surgen un número creciente de problemas:

– Tanto las empresas de petróleo / gas como las de carbón se vuelven menos rentables.

– Con menores ganancias de las empresas de energía, los gobiernos pueden cobrar menos impuestos a estas empresas.

– A medida que se agotan los pozos y las minas, el costo de la reinversión se vuelve más una carga. Eventualmente, la nueva inversión se reduce hasta el punto en que la producción comienza a caer.

– Con un menor crecimiento en el consumo de energía, el crecimiento de la productividad tiende a retrasarse. Esto sucede porque se requiere energía para mecanizar o informatizar procesos.

– La disparidad salarial tiende a aumentar; los trabajadores están cada vez más descontentos con sus gobiernos.

[5] Las autoridades con una comprensión incorrecta de por qué y cómo caen los suministros de energía han asumido que estarían disponibles muchos más combustibles fósiles de los que en realidad son. También han asumido que serían aceptables precios relativamente altos para las alternativas.

En 2012, Jorgen Randers elaboró ​​un pronóstico para los próximos 40 años para El Club de Roma, en forma de libro, 2052 , con datos asociados . Al observar los datos, vemos que Randers pronosticó que el consumo mundial de carbón crecería un 28% entre 2010 y 2020. De hecho, el consumo mundial de carbón creció un 0% en ese período. (Este último pronóstico se basa en las estimaciones de consumo de carbón de BP para 2010 y 2019 de la Revisión Estadística de Energía Mundial 2020 de BP , ajustada para el cambio de período de 2019 a 2020 utilizando la estimación de la IEA de su Revisión de Energía Global 2021 ).

Es muy fácil suponer que las estimaciones altas de los recursos de carbón en el suelo conducirán a grandes cantidades de carbón real extraído y quemado. La experiencia mundial entre 2010 y 2020 muestra que no necesariamente funciona de esa manera en la práctica. Para que el consumo de carbón aumente, el precio de entrega del carbón debe mantenerse lo suficientemente bajo para que los clientes puedan permitirse su uso en los productos finales que ofrece. Gran parte del supuesto carbón disponible está lejos de los centros de población. Parte de ella está incluso bajo el Mar del Norte. Los costos de extracción y entrega se vuelven demasiado altos, pero esto no se tiene en cuenta en las estimaciones de recursos.

Las previsiones de disponibilidad futura de gas natural adolecen de la misma tendencia a la sobreestimación. Randers estimó que el consumo mundial de gas crecería un 40% entre 2010 y 2020, cuando el aumento real fue del 22%. Otras autoridades hacen sobreestimaciones similares del uso futuro de combustible, asumiendo que “por supuesto” los precios se mantendrán lo suficientemente altos como para permitir la extracción. La mayor parte del consumo de energía está bien enterrado en los bienes y servicios que compramos, como el costo de un vehículo o el costo de calentar una casa. Si no podemos pagar el vehículo, no lo compramos; si el costo de calentar la casa de una familia aumenta demasiado, las familias ahorrativas bajarán el termostato.

Los precios del petróleo, incluso con la reciente subida de los precios, están por debajo de los 75 dólares por barril. He estimado que para una producción de petróleo rentable (incluidos los fondos adecuados para reinversiones de alto costo y suficientes impuestos para los gobiernos), los precios del petróleo deben superar los $ 120 por barril. Es la falta de rentabilidad lo que ha provocado la reciente caída de la producción. Se puede esperar que estos problemas de rentabilidad provoquen más caídas de producción en el futuro.

Con este problema de precios bajos, las estimaciones de combustibles fósiles utilizadas en escenarios de modelos climáticos son casi con certeza exageradas. Se esperaría que este sesgo condujera a estimaciones exageradas del cambio climático futuro.

La creencia errónea de que los precios de la energía siempre subirán para cubrir los mayores costos de producción también lleva a la creencia de que serían aceptables alternativas de costo relativamente alto a los combustibles fósiles.

[6] Nuestra necesidad de suministros de energía adicionales del tipo adecuado es extremadamente alta en este momento. No podemos esperar a una transición larga. Incluso 30 años es demasiado.

Vimos en la sección [3] que las soluciones para la falta de un creciente suministro de energía, como una deuda más alta y tasas de interés más bajas, están llegando a sus límites. Además, los precios han sido inaceptablemente bajos para los productores de petróleo durante varios años. No es de extrañar que la producción de petróleo haya comenzado a disminuir:

Figura 1 – Producción mundial de petróleo crudo y condensado, según datos de la Administración de Información de Energía de EE. UU.

Lo que realmente se necesita es suficiente energía del tipo adecuado para la creciente población mundial. Por lo tanto, es importante analizar el consumo de energía per cápita. La Figura 2 muestra la producción de energía per cápita para tres grupos:

Nivel 1: petróleo y carbón

Nivel 2: gas natural, nuclear e hidroeléctrica

Nivel 3: Otras energías renovables, incluidas la energía eólica y solar intermitentes

Figura 2 Consumo de energía per cápita mundial por nivel. Cantidades hasta 2019 basadas en BP Statistical Review of World Energy 2020. Cambios para 2020 basados ​​en estimaciones proporcionadas por IEA Global Energy Review 2021.

La Figura 2 muestra que la mayor caída se da en el Nivel 1: carbón y petróleo. En muchos sentidos, el carbón y el petróleo son tipos fundamentales de energía para la economía porque son relativamente fáciles de transportar y almacenar. El petróleo es importante porque se utiliza en la operación de maquinaria agrícola, maquinaria de reparación de carreteras y vehículos de todo tipo, incluidos barcos y aviones. El carbón es importante en parte debido a su bajo costo, lo que ayuda a que los cheques de pago se estiren más para los productos y servicios terminados. El carbón se utiliza de muchas formas, incluida la producción de electricidad y la fabricación de acero y hormigón. Utilizamos carbón y petróleo para mantener reparadas las líneas de transmisión de electricidad.

La Figura 2 muestra que el consumo de energía per cápita de Nivel 2 creció rápidamente en el período de 1965 a 1990, pero su crecimiento se ha desacelerado en los últimos años.

Las fuentes de energía verde en el Nivel 3 han estado creciendo rápidamente desde una base baja, pero su producción sigue siendo pequeña en comparación con la producción general que se requeriría si reemplazaran la energía de las fuentes de Nivel 1 y Nivel 2. Claramente, no pueden por sí solos impulsar la economía actual.

Es muy difícil imaginar que alguna de las fuentes de energía de Nivel 2 y Nivel 3 pueda crecer sin la ayuda sustancial del carbón y el petróleo. Todas las fuentes de energía Tier 2 y Tier 3 actuales dependen del carbón y el petróleo en muchos puntos de la cadena de producción, distribución, operación y eventual reciclaje. Si alguna vez llegamos a las fuentes de energía de Nivel 4 (como la fusión o la solar espacial), esperaría que ellas también necesiten petróleo y / o carbón en su producción, transporte y distribución, a menos que haya una transición increíblemente larga y una enorme cambio en la infraestructura energética.

[7] Es fácil para los investigadores de la energía poner sus miras demasiado bajas.

[a] Necesitamos considerar la estructura de costos de energía extremadamente baja de las décadas de 1950 y 1960 como modelo, no una estructura de costos mucho más alta.

Hemos estado ocultando los problemas energéticos del mundo durante años detrás del aumento de la deuda y la caída de las tasas de interés. Con niveles de endeudamiento muy altos y tasas de interés muy bajas, es cada vez menos factible estimular la economía utilizando estos enfoques. Realmente necesitamos productos energéticos muy económicos. Estos productos energéticos deben proporcionar una gama completa de servicios requeridos por la economía, no simplemente electricidad intermitente.

En las décadas de 1950 y 1960, la relación entre la energía obtenida y la inversión en energía probablemente estaba en el rango de 50: 1 para muchos productos energéticos. Los productos energéticos fueron muy rentables; podrían estar sujetos a impuestos elevados. Los productos de energía alternativa que desarrollamos hoy deben tener características similares si realmente van a desempeñar un papel importante en la economía.

[b] Un estudio reciente dice que las emisiones de gases de efecto invernadero relacionadas con el sistema alimentario representan un tercio del total de gases antropogénicos del calentamiento global. Es evidente que se necesita una forma de cultivar suficientes alimentos.

Claramente, no podemos cultivar alimentos usando electricidad intermitente. La agricultura no es una tarea fácilmente electrizante. Si no tenemos una alternativa, el carbón y el petróleo que estamos usando ahora en la agricultura realmente deben continuar, incluso si requieren subsidios.

[c] La electricidad hidroeléctrica parece una buena fuente de energía, pero en la práctica tiene muchas deficiencias.

Algunas de las represas hidroeléctricas actualmente en funcionamiento tienen más de 100 años. Esto se acerca a la vida útil del hormigón en las presas. Es probable que se necesite un mantenimiento y reparación considerables (usando indirectamente carbón y petróleo) si se van a seguir utilizando estas presas.

El agua disponible para proporcionar energía hidroeléctrica tiende a variar mucho con el tiempo. La Figura 3 muestra la generación de energía hidroeléctrica de California por mes.

Figura 3. Producción de energía hidroeléctrica de California por mes, según datos de la Administración de Información de Energía de EE. UU.

Por lo tanto, en la práctica, la energía hidroeléctrica debe equilibrarse con los combustibles fósiles para proporcionar energía que pueda utilizarse para alimentar una fábrica o calentar una casa en invierno. El almacenamiento de la batería nunca sería suficiente. Hay demasiadas lagunas, que duran meses a la vez.

Si se utiliza energía hidroeléctrica en una zona tropical con estaciones secas y húmedas, el resultado sería aún más extremo. Un país pobre con una nueva planta de energía hidroeléctrica puede tener dificultades para utilizar la producción de la planta. La electricidad solo se puede usar para actividades muy opcionales, como la minería de bitcoins o la carga de baterías pequeñas para luces y teléfonos.

Cualquier represa hidroeléctrica nueva corre el riesgo de quitar el agua de la que dependía otra persona para el riego o para su propia generación de electricidad. Podría resultar una guerra.

[d] Los enfoques actuales para prevenir la deforestación parecen principalmente trasladar la deforestación de países de altos ingresos a países de bajos ingresos. En total, la deforestación está empeorando en lugar de mejorar.

Figura 4. Porcentaje de superficie forestal de la superficie terrestre, por grupo de ingresos, según datos del Banco Mundial.

La Figura 4 muestra que la deforestación está empeorando rápidamente en los países de bajos ingresos con las políticas actuales. También hay una tendencia menos pronunciada hacia la deforestación en los países de renta media. Es solo en los países de altos ingresos donde las áreas de tierra se están volviendo más boscosas. En total (no se muestra), el área boscosa del mundo en su conjunto cae, año tras año.

Además, incluso cuando se realiza la replantación, los nuevos bosques no tienen las mismas características que los que producen los ecosistemas naturales. No pueden albergar tantas especies diferentes como ecosistemas naturales. Es probable que sean menos resistentes a problemas como las plagas de insectos y los incendios forestales. No son verdaderos sustitutos de los ecosistemas forestales que crea la naturaleza.

[e] La forma en que la energía eólica y solar intermitente se han agregado a la red eléctrica les paga de más a estos proveedores, en relación con el valor que agregan al sistema. Además, los subsidios a las energías renovables intermitentes tienden a expulsar a productores más estables, degradando el estado general de la red.

Si se van a utilizar la energía eólica y solar, los pagos por la electricidad que proporcionan deben reducirse para reflejar el verdadero valor que agregan al sistema en general. En general, esto corresponde a los ahorros en la compra de combustibles fósiles que los proveedores de electricidad deben realizar. Esta será una pequeña cantidad, quizás 2 centavos por kilovatio hora. Incluso esta pequeña cantidad, en teoría, podría reducirse para reflejar los mayores costos de transmisión de electricidad asociados con estas fuentes intermitentes.

Observamos que China está dando un paso importante en la dirección de reducir los subsidios a la energía eólica y solar. Ya ha recortado drásticamente sus subsidios a la energía eólica; Los nuevos recortes de subsidios para la energía solar entrarán en vigencia el 1 de agosto de 2021.

Una de las principales preocupaciones es el impacto distorsionador que los enfoques actuales de fijación de precios para la energía eólica y solar tienen en el sistema eléctrico en general. A menudo, estos enfoques producen precios mayoristas muy bajos o negativos para otros proveedores. Los proveedores de energía nuclear se ven especialmente perjudicados por estas prácticas. Nuclear es, por supuesto, un proveedor de electricidad con bajas emisiones de CO2.

Me parece que en cada parte del mundo, algún proveedor de servicios públicos debe analizar cuál debe ser la financiación general del sistema eléctrico. Las facturas a individuos y empresas deben reflejar estos costos reales esperados. Este enfoque podría evitar las tarifas artificialmente bajas que genera a menudo el sistema de precios actual. Si se puede lograr la financiación adecuada , quizás se eviten algunos de los recortes de esquinas que conducen a cortes eléctricos, como los que se han producido recientemente en California y Texas.

[8] Cuando miro los requisitos para una transición energética exitosa y los obstáculos a los que nos enfrentamos, es difícil para mí ver que cualquiera de los enfoques actuales pueda tener éxito.

Desafortunadamente, es difícil para mí ver cómo la electricidad intermitente puede salvar la economía mundial, o incluso hacer mella en nuestros problemas. Hemos buscado durante mucho tiempo, pero aún no hemos encontrado soluciones que realmente valgan la pena aumentar. Quizás un nuevo “enfoque de Nivel 4” podría ser útil, pero es probable que tales soluciones lleguen demasiado tarde.

Fuente: Zero Hedge

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