El coste energético de la producción de energía

Hacia la mitad del siglo pasado, cuando el mayor productor de petróleo del mundo era Estados Unidos, para obtener un barril de crudo era necesario gastar la energía equivalente a un 1%, aproximadamente, de la energía contenida en ese barril. Hoy, esa cifra ha aumentado y se sitúa, en promedio, por encima del 10%. La razón es clara. Los primeros yacimientos eran fáciles de explotar, con un crudo de buena calidad situado a pequeñas profundidades, de forma que la cantidad de energía empleada en prospección, perforación, bombeo y demás procesos necesarios para convertir los hidrocarburos del subsuelo en energía útil era una pequeña fracción de la contenida en el producto resultante.

El fin de la era de la energía eficaz y barata abre el camino a un cambio de civilización

El desarrollo de las renovables ha pasado a ser un objetivo estratégico

Pero a medida que los yacimientos más accesibles se agotaban, ha sido preciso buscar y explotar petróleo situado en localizaciones más profundas y difícilmente accesibles o, en el caso de los llamados petróleos no convencionales, utilizar hidrocarburos dispersos en arenas, esquistos u otros materiales.

El hecho de que para obtener energía útil sea preciso invertir antes una cierta cantidad de energía es extensible a todas las fuentes primarias, e incluso a la energía contenida en los alimentos y utilizada para mantener la actividad biológica de los organismos. A veces se cuantifica esta relación mediante un parámetro, EROI (de Energy Return On Investment), que no es otra cosa que el cociente entre la energía obtenida y la que es necesario gastar previamente para obtenerla. Va de suyo que para que una fuente de energía lo sea realmente, ese cociente debe ser mayor que 1 y que cuanto mayor sea más calidad tendrá, en el sentido de que mayor será la fracción de energía neta que podemos aplicar a otros usos (así, para el petróleo, dicho indicador ha pasado de un valor de 100 a otro de 10 o menos en unos 60 años).

No es fácil evaluar con precisión todos los insumos energéticos y no todos son de la misma naturaleza. Algunos requieren el uso directo de energía fósil, 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 energía. En todo caso, y a pesar de los márgenes de variabilidad, el valor aproximado de dicho parámetro es suficiente para comparar la "calidad" de las distintas fuentes energéticas.

En lo que se refiere al petróleo, es claro que en los primeros tiempos de su uso masivo el EROI era excepcionalmente alto, contribuyendo así a un rápido desarrollo de las tecnologías basadas en su uso, incluyendo el transporte y también fertilizan

tes y plaguicidas para la agricultura, así como al cambio en los hábitos de vida asociados a estas tecnologías. Una parte importante del sostenido crecimiento económico durante la segunda mitad del siglo XX se debe al uso intensivo de esta fuente de energía de alta calidad.

Hoy, el EROI de los nuevos yacimientos es más bajo y lo más probable es que siga disminuyendo. En cuanto a los petróleos no convencionales (arenas bituminosas o alquitranes pesados, por ejemplo) su rendimiento energético, medido a través del EROI, es claramente inferior, debido a la gran cantidad de energía que es necesario invertir en el tratamiento térmico y en la manipulación de enormes cantidades del material en el que están embebidos los hidrocarburos. De ahí que sea conveniente renormalizar las reservas existentes para tener en cuenta únicamente el crudo neto que se puede obtener, así como que el coste de la energía determina no sólo los ingresos obtenidos en su venta sino también 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 energía previa, en la producción de semillas, abonos, plaguicidas, transporte y tratamiento del producto hasta llegar al combustible listo para su uso. El balance energético en este caso es bastante pobre, siendo la energía neta obtenida, según la mayoría de los expertos, únicamente un pequeño porcentaje de la invertida. El escaso remanente energético que, en el mejor de los casos, se obtiene convirtiendo grano de cereal en bioetanol es un factor a tener en cuenta más de fondo y menos coyuntural que la discutida influencia que haya podido tener en el aumento del precio del maíz (mucho menor, sea ésta cual sea, en el caso del trigo o el arroz).

No ocurre lo mismo con la caña de azúcar, más eficiente desde el punto de vista energético y de menor impacto sobre el sector alimentario; y menos aún con el llamado bioetanol de segunda generación, que se obtendrá, cuando la tecnología se desarrolle a escala industrial, a partir de biomasa celulósica procedente de residuos orgánicos o de plantas leñosas o herbáceas.

Algunos autores consideran que el balance energético de las fuentes de energía, o de los cultivos en el caso de la alimentación, es un factor esencial a la hora de explicar hechos históricos determinantes, como la quiebra de equilibrios sociales debida a rendimientos energéticos decrecientes en la agricultura, la emergencia de la civilización tecnológica a partir del descubrimiento de los usos industriales al carbón, o la transformación del transporte y la agricultura a partir de una fuente que ha tenido un enorme rendimiento energético hasta este momento como es el petróleo.

El carbón sigue siendo abundante, con un balance energético menor que el petróleo pero aceptable, aunque tiene graves contraindicaciones medioambientales, por lo que su aprovechamiento energético "limpio", por ejemplo con tecnologías de captura y secuestro de dióxido de carbono, requerirá de procesos costosos en energía, con lo que su balance energético final disminuirá.

Todo parece indicar que el EROI de las fuentes convencionales de energía está disminuyendo y así seguirá en el futuro próximo, de forma que, hasta que se produzca el pleno dominio de la tecnología de fusión nuclear, cosa que no ocurrirá en unas cuantas décadas, tendremos que enfrentarnos al hecho de que decrece la calidad de la más básica de las materias primas y la única que no puede reciclarse, la energía.

Las energías renovables, viento y sol principalmente, presentan un buen balance energético y el aumento de su contribución a la producción de energía es un objetivo estratégico. Sus principales inconvenientes son, además del precio, la exigencia de grandes extensiones de territorio debido a su carácter difuso, y la intermitencia, que podrá resolverse con dispositivos de almacenamiento de energía, sector éste que está recibiendo una gran atención en la comunidad de científicos y tecnólogos.

La energía nuclear presenta también un buen EROI pero genera residuos peligrosos de larga vida, que son su principal inconveniente, aunque es verosímil que se encuentre un tratamiento adecuado para los mismos en el próximo futuro.

En todo caso, las renovables y la energía nuclear, ambas imprescindibles, en mi opinión, para aliviar los problemas asociados al suministro de energía y al cambio climático, tienen un balance energético claramente menos favorable que el que ha caracterizado históricamente al petróleo. Los avances en investigación y desarrollo podrán mejorar la situación pero en ningún caso invertir una tendencia que nace de las características físicas de las fuentes de energía disponibles. Lo que, si tienen razón los expertos que han estudiado la historia económica desde una perspectiva energética o biofísica, indicaría que tendríamos que enfrentar en breve plazo una situación en la que las limitaciones energéticas podrían constituirse en una de las más serias restricciones para el crecimiento económico tal y como lo hemos concebido en una época de energía de gran calidad, abundante y barata.

Cayetano López es director adjunto del CIEMAT.