Colapso energético ¿alemán o francés? y España ¿qué dice de todo esto?

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La reciente publicación en el diario digital “el economísta.es” del artículo “¿un colapso energético en Alemania? Francia advierte de que su sistema (el alemán) está al borde del desastre” en el que se especula sobre una mala gestión de los alemanes, revela una guerra encubierta de distintos modelos energéticos.

 

De todos es conocido que el modelo energético francés se basa en una fuerte dependencia de combustibles fósiles y energía nuclear. Muy por el contrario, el modelo alemán puede considerarse uno de los más evolucionados por el uso de fuentes energéticas renovables.

Por lo tanto, se relaciona el éxito de la política energética de uno de los países, como el éxito de uno de los dos modelos.

Para argumentar este posible colapso, Henri Proglio, el presidente de la principal empresa energética estatal de Francia, indica que la pérdida de los beneficios de las empresas energéticas alemanas ha ido decayendo como consecuencia de la renuncia del país al uso de fuentes energéticas convencionales y la renuncia completa al programa nuclear.

De esta forma se pone de manifiesto el temor que los presidentes de las grandes compañías eléctricas tienen ante la democratización de la energía que permiten las renovables. Si embargo, la apuesta por este sistema energético en Alemania sigue siendo contundente ya que tienen la seguridad de que el nuevo modelo repercutirá en una mayor competitividad del país, una mayor creación de empleo y una menor dependencia energética futura. Incluso aunque sea reconvirtiendo las empresas y el sector energético de todo el país.

En el caso de España, la posición del gobierno tras la aprobación de la moratoria renovable en 2012, ha quedado clara. No obstante, los ciudadanos tenemos la posibilidad de defender nuestros intereses utilizando diversas herramientas que aun no han podido ser vetadas.

Una de ellas es la iniciativa que la OCU #Quieropagarmenosluz que tiene como objetivo bajadas de las tarifas (aunque repercuta negativamente en los beneficios de las grandes eléctricas) y conseguir un mercado energético más justo. Para apuntarse a este movimiento sólo hay que visitar su página web: www.quieropagarmenosluz.org

En youtube también han colocado un vídeo donde cuenta de forma muy gráfica en que consiste su propuesta.

El hidrógeno ¿Cómo producir el combustible del futuro?

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En el siglo XIX comenzó a separarse el hidrógeno y el oxígeno que forman el agua aplicando una corriente eléctrica. El proceso denominado electrólisis es una tecnología conocida y tan sencilla que forma parte de los experimentos que se realizan en las clases de química de las escuelas.

 

La electrólisis es muy límpia y produce un hidrógeno de gran pureza. Sin embargo, en la actualidad sólo se produce por este sistema el 4% de los 45 millones de toneladas de hidrógeno que se consumen en el mundo cada año. El problema es que la electrólisis requiere un aporte considerable de electricidad. Si esta electricidad no proviene de fuentes renovables el beneficio en cuanto a sostenibilidad del sistema desaparece.

 

Producir electricidad por medios renovables tiene muchas ventajas pero también algunos inconvenientes. El principal es la intermitencia en la producción de energía eléctrica. En el caso de que se utilice un sistema de electrólisis para producir hidrógeno anexo a un sistema renovable el hidrógeno producido en los momentos de funcionamiento del sistema actuará como almacén de energía que podrá ser utilizada cuando no haya sol o viento, o bien, transportado a otros emplazamientos donde las condiciones atmosféricas no sean las idóneas para producir energía eléctrica mediante fuentes renovables. De esta forma se eliminaría uno de los grandes problemas asociados a la intermitencia de la producción eléctrica mediante fuentes renovables.

 

La otra opción para producir hidrógeno, la más barata, es partir de gas natural mediante la bien conocida tecnología del reformado con vapor, que consiste en romper las moléculas de gas con vapor de agua en presencia de un catalizador. Por este motivo es el método más utilizado, casi la mitad del hidrógeno se produce de esta manera. Como, además, la utilización de gas natural es también la opción menos contaminante a partir de combustibles fósiles, este gas parece el candidato en mejor posición para liderar la producción de hidrógeno en un futuro próximo. Con este procedimiento el hidrógeno también puede obtenerse a través de propano y butano, metanol, etanol, acetona y gasificación de carbón (gasógeno).

 

A partir de estas dos formas de producción de hidrógeno se derivan multitud de variantes, aunque el principio fundamental de cada una de ellas es el aquí descrito.

 

Por lo tanto, actualmente, ninguno de los dos sistemas es viable para la producción de hidrógeno para fines energéticos. El primero de ellos por su alto coste y el segundo por el deterioro ambiental y consumo de combustibles fósiles que hace que el sistema no sea sostenible.

 

Trabajar en disminuir los costes de producción de hidrógeno por fuentes renovables es clave para resolver el primer de los grandes problemas que un sistema energético basado en el hidrógeno tiene.

 

Los tres grandes problemas del hidrógeno

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Mucho se ha hablado del nuevo modelo energético que vendrá liderado por el hidrógeno como vector energético. Este nuevo modelo permitirá liberarnos de una vez por todas de los combustibles fósiles y posibilitará un crecimiento económico sin límites durante los próximos siglos.

Si esto es así. ¿Por qué no termina de materializarse este nuevo orden energético mundial?¿Por qué siempre que se habla de la energía del hidrógeno se dice que será el futuro pero que hoy aun no está lo suficientemente madura para competir con las fuentes energéticas tradicionales?

 

Durante las próximas tres entradas de este blog intentaremos dar respuesta a estas preguntas.

 

Para empezar diremos que los problemas más importantes que hoy en día tiene la energía basada en el hidrógeno, que deberá de solucionar antes de poder competir con las fuentes energéticas tradicionales, son fundamentalmente tres. El primero de ellos es la producción del propio hidrógeno. El segundo es el almacenamiento del mismo y el tercero es la transformación de la energía química del hidrógeno en energía térmica o eléctrica.

El hidrógeno es el elemento más abundante del universo. Un 75% de todo el universo, incluido el planeta Tierra y nosotros mismos, está compuesto de hidrógeno. Pero el gran inconveniente es que este hidrógeno no se encuentra libre en la naturaleza, como está el carbón, el petróleo o el gas. Hay que "extraerlo" de compuestos más complejos.

 

En el mundo se producen cada año alrededor de 45 millones de toneladas de hidrógeno. Sin embargo, sólo una mínima parte de ese hidrógeno se utiliza para producir energía, principalmente en aplicaciones espaciales. Casi la mitad de la producción se emplea para elaborar fertilizantes basados en amoníaco.
 

También se utiliza hidrógeno en la fabricación de metanol y el agua oxigenada, así como para "hidrogenar" los aceites orgánicos comestibles derivados de la soja, los cacahuetes, los cereales y el pescado, además de para refrigerar motores y generadores.

 

Quien mejor conoce al hidrógeno es la industria petroquímica, que lleva años utilizándolo como materia prima de una amplia gama de productos derivados del petróleo y para reducir la cantidad de partículas, aromáticos y azufre presentes en la gasolina y el gasóleo.

Podemos encontrar hidrógeno en el petróleo, la madera, el gas natural, pero sobretodo en el agua. Dependiendo de donde vayamos a extraer el hidrógeno deberemos realizar un proceso u otro. Si se encuentra en el agua realizaremos una electrólisis para separar las moléculas de hidrógeno y oxígeno que forma el agua. Si queremos extraer el hidrógeno que forma parte de las cadenas de hidrocarburos utilizaremos un sistema denominado "reformado con vapor" (actualmente el proceso más barato, más utilizado y menos ecológico de todos). Por último, la utilización de energías renovables para la obtención de hidrógeno será la última opción posible, muy ecológica pero menos rentable en el corto plazo.

Durante el siguiente post analizaremos estas formas de producción de hidrógeno, estudiando cada ventaja e inconveniente de los distintos procesos. En los siguientes analizaremos los aspectos relacionados con su almacenamiento y conversión energética.

Nuevos yacimientos de petróleo por todo el planeta

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Los recursos energéticos, no renovables, existentes en el planeta son ingentes. A pesar del desorbitado consumo que realizamos todos los años, las reservas probadas no dejan de crecer año tras año y los yacimientos, antes inaccesibles, ahora se tornan disponibles y económicamente rentables para su explotación. Los países que descubren nuevos yacimientos frente a sus costas, o en su territorio, lo celebran como un auténtico maná caído del cielo, pensando más en los beneficios económicos a corto plazo que las repercusiones medioambientales y de sostenibilidad que en el medio-largo plazo les acarreará su consumo.

Este consumo seguirá creciendo incluso aunque se demuestre, como ya se está comprobando, que las reservas de recursos renovables, son aun mayores.

Parece que mientras sigan existiendo yacimientos petrolíferos, de gas y de carbón difícilmente dejaremos de utilizarlos y el modelo económico mundial, basado en fuentes energéticas no renovables, no terminará hasta que no se agote la última gota de petróleo, independientemente de las repercusiones que sobre el planeta este consumo origine.

Especialmente polémicas han sido las autorizaciones de las prospecciones petrolíferas frente a las costas de las Islas Canarias. El gobierno de España, a través del Ministerio de Industria se muestra partidario de realizarlas. Sin embargo, los gobiernos locales, son reticentes por los problemas medioambientales, de desarrollo económico y de futuros costes de oportunidad que pueda ocasionar la explotación del yacimiento.

En 2010 la demanda mundial de petróleo ascendió a 32,079 miles de millones de barriles. Las reservas probadas de petróleo aumentaron con respecto a 2009. Con este nivel de demanda y teniendo en cuenta los datos de reservas que figuran en la tabla de abajo el abastecimiento sería posible durante los próximos 45 años.

Según el informe “Energy and the Challenge of Sustainability” de la ONU, el potencial técnico de las energías renovables se estima en más de 7.600 exajulios al año (3,18 10¹⁴ Mtep/año) mientras que el potencial teórico de estas fuentes de energía es superior a 144.000.000 exajulios/año (6,03 10¹⁸ Mtep/año). Debemos tener en cuenta que un exajulio  equivale a 4,1868 10¹⁰ Mtep y que la demanda de energía eléctrica en el mundo, según la Agencia Internacional de la Energía, ascendió en 2009 a 16.760 TWh/año. Pues bien, el potencial de producción de energía eléctrica mediante fuentes renovables asciende a 2.105.200 TWh/año.

Sin embargo, esta diferencia de potenciales no parece tenerse en cuenta. Las recientes expropiaciones realizadas por el gobierno argentino sobre los bienes de la petrolera española Repsol, con el objetivo de explotar internamente, no sólo los recursos petrolíferos actuales sino los futuros cuya prospecciones la propia empresa ya había realizado, ponen de manifiesto hasta que punto países como Argentina, están dispuestos a romper acuerdos legítimamente firmados de forma unilateral y sin previo aviso a costa de obtener más beneficio económico a corto plazo.

No obstante, aun queda por ver la capacidad técnica y financiera para realizar esta explotación a un país al que internacionalmente se le cerrarán todas las puertas, ya que pocas empresas estarán dispuestas a invertir en su territorio debido a la inseguridad jurídica de la que hacen gala.

Consumo de energía primaria y consumo de energía final

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En las estadísticas energéticas de los países siempre se facilitan datos del consumo de energía primaria y consumo de energía final. Para entender a que se debe esta diferencia debemos analizar los conceptos de energía primaria, intermedia y final.

La energía primaria es aquella que se encuentra disponible en la naturaleza, pudiendo agruparse en energía renovable y fósil. Entre las renovables podemos destacar la proveniente del Sol y el viento, del agua y de la biomasa. Entre las fósiles tendríamos el uranio, el carbón y petróleo y el gas natural. Para valorar la energía primaria renovable se tendrá en cuenta la energía producida y no la disponible pero no aprovechable por no existir potencia instalada que sea capaz de aprovechar esta energía proveniente de fuentes renovables.

La energía intermedia es aquella que sufre las transformaciones necesarias para ser consumida. Son los denominados vectores energéticos entre los que destacamos la electricidad y los combustibles (mediante tratamiento del petróleo en refinerías para producir gasolinas, gasóleos y gases licuados). También deberemos utilizar paneles solares para transformar la energía primaria del Sol en energía intermedia eléctrica.

Por último, tendremos energía final que será la consumida en el hogar o la empresa, así como en los vehículos para el transporte de personas y mercancías (el transporte necesario para hacer llegar esta energía al consumidor final no sería uno de los agregados que tendríamos que contabilizar en esta partida). Esta energía tendría forma de calor, frío, luz y fuerza, agua caliente y desplazamientos de personas y mercancías.

En todo este proceso se producen gastos por operación de plantas, transporte, pérdidas, accidentes, etc. Por lo tanto, la cantidad de energía primaria que entra en el sistema, será siempre superior a la finalmente consumida. Además, tenemos que tener en cuenta que durante el proceso se producen impactos ambientales y contaminación que debe ser tratada y eliminada con equipos humanos y técnicos, cuyo coste se debería contabilizar como una partida más imputable al coste de la energía primaria que un país debe pagar. Las energías primarias renovables, naturalmente, no tienen esta repercusión negativa en cuanto a costes añadidos.

La energía eléctrica, por tanto, es una energía intermedia a la que una vez que le eliminemos las pérdidas correspondientes tendremos la energía final consumida por los usuarios. El usuario final utiliza los dos vectores energéticos, combustibles y electricidad, provenientes de fuentes energéticas renovables y no renovables.

Evolución de la potencia y producción de enegía eléctrica en España

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En España la sustitución del carbón por gas natural, para la producción de enegía eléctrica, ha continuado año tras año, registrándose a partir de 2007 un decrecimiento de la producción de energía eléctrica por este primer sistema espectacular. Sólo las fuertes subvenciones que durante 2011 recibió el sector de la minería del carbón en España, han originado un ligero incremento en la producción de energía eléctrica por este medio y durante este año.

Por lo tanto, es posible que la mayor producción eléctrica a partir de combustibles fósiles, el crecimiento más lento de la producción eléctrica a partir de fuentes renovables y la disminución de la producción eléctrica mediante energía nuclear – a medida que las centrales nucleares empiecen a estar fuera de servicio – propicie un aumento de las emisiones de dióxido de carbono para los próximos años.

La evolución en España ha sido muy representativa. Partíamos a principio de la década con un mix energético que podríamos considerarlo tradicional que se ha modificado sustancialmente en muy pocos años.

Si analizamos el gráfico, comprobaremos como las plantas térmicas de carbón y las centrales hidráulicas ocupaban los puestos de cabeza con un porcentaje del 48% de toda la potencia eléctrica instalada en el país antes del año 2006, siendo remplazados a partir de este año por las plantas de ciclo combinado y los parques eólicos que significan el 44% de la total potencia eléctrica instalada en 2011.

Si realizamos un análisis de la producción de energía eléctrica en ese mismo periodo los resultados no son menos curiosos. A principios de la década la mayor producción eléctrica provenía de las centrales térmicas de carbón y de las centrales nucleares que producían el 66% de toda la electricidad que demandaba el país.

Desde el año 2007 las centrales de gas de ciclo combinado han ocupado el primer puesto en el ranking por productores de energía eléctrica en España, pero descendiendo por debajo de la producción de las centrales nucleares en 2011. Estas dos tecnologías son las responsables de la generación del 40% de toda la energía eléctrica consumida en España en ese año. En el gráfico de abajo detallamos esta evolución.

La constancia en la producción de energía eléctrica por parte de las centrales nucleares, se debe más a la dificultad de gestionar esta tecnología, que a su fiabilidad. La dificultad de conectar-desconectar en muy poco tiempo un generador nuclear hace que la potencia instalada tenga que estar siempre en funcionamiento, independientemente de la demanda existente en cada momento. Por este motivo es siempre la primera tecnología que puja en el mercado eléctrico ofreciendo toda su producción a 0 € el MWh. Las peculiaridades del mercado eléctrico español, harán que después reciba una remuneración por la energía vertida a red conforme el precio de subasta diario.

Ayudas a las renovables

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Cuando en todos los foros se habla de que las renovables son muy caras debido a las ayudas que reciben por parte de los gobiernos y que esta carestía tenemos que pagarla todos los ciudadanos, con lo que esto implica en la subida del recibo de la luz, de impuestos directos e indirectos, etc., ahora la Agencia Internacional de la Energía, en su informe World Energy Outlook 2010 deja claro que no es así.

Efectivamente, si sumamos subsidios, primas e incentivos que reciben los combustibles fósiles en todo el mundo comprobaremos que se han beneficiado de un importe de cercano a los 320.000 millones de dólares en 2009. En el otro lado de la balanza tenemos las ayudas que han recibido las renovables, cuyo importe ascendió a 41.000 millones para ese mismo año.

Esta misma semana nos hemos enterado que el futuro decreto sobre el régimen especial para la producción de energía eléctrica, ya tiene el visto bueno del Ministerio de Industria. No se conocen los detalles del mismo, pero la gran energía perjudicada será, con todo seguridad, la fotovoltaica. La eólica y la termoeléctrica podrían haber pasado el trámite de forma ¨decente" aunque la rebaja en las primas será tambien segura.

La aportación económica que un país realice a una tecnología es el reflejo de la voluntad que tiene en invertir en desarrollo futuro o mantener estructuras industriales y energéticas pasadas. Por este motivo, la apuesta debe ser clara. Ayudas se conceden a todas las formas de producción energética, decidir a que formas se concederán el mayor porcentaje de los fondos disponibles será la diferencia que determinará la velocidad en el cambio del actual modelo energético.

El déficit tarifario en España

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Por déficit tarifario en España, se entiende la diferencia entre la recaudación por las tarifas reguladas que fija el gobierno y que pagan los consumidores y los costes reales asociados a dichas tarifas. Está produciendo graves problemas que, en el contexto actual de crisis financiera internacional, está afectando profundamente al sistema y pone en riesgo, no sólo la situación financiera de las empresas del sector eléctrico, sino la sostenibilidad misma del sistema.

Con la Ley 54/1997 se establecía la paulatina liberalización del sector eléctrico en España que concluyó el 1 de enero de 2003. Esta liberalización se ha producido en el mercado mayorista (grandes consumidores) pero no ha terminado de implantarse al mercado minorista que sigue intervenido mediante la atribución que el RDL 6/2009 le permite gracias a la denominada tarifa de último recurso. Esta tarifa a la que se acogen prácticamente todas las familias españolas (potencia inferior a 10 kW), está intervenida por el gobierno y su evolución depende de intereses políticos.

El RDL 6/2009, además, tiene como principal objetivo reducir el déficit tarifario que desde la aprobación de la Ley 54/1997 del sector eléctrico viene incrementándose año tras año.

Otro aspecto que considera este Real Decreto Ley está relacionado con la creación del bono social que tiene como objetivo proteger a los consumidores con unas rentas más reducidas para que no se vean perjudicados en cuanto al acceso del suministro eléctrico.

El Real Decreto Ley establece una hoja de ruta para eliminar el déficit tarifario desde su publicación y hasta 2013, fecha fijada como tope para su eliminación definitiva. De esta forma en el año 2009 el déficit no debía superar los 3.500 millones de euros, en 2010 3.000 millones, en 2011 2.000 millones y en 2012 1.000 millones. Desgraciadamente la realidad ha sido bien distinta y a principios de 2010 el déficit de la tarifa se elevaba a 4.616 millones de euros. Según el compromiso del gobierno la tarifa tendría que haber subido durante 2010 para ajustar esa diferencia. Sin embargo, no se produjo como hubiera sido deseable y necesario.

Este incremento del déficit ha venido condicionado por el anormalmente bajo precio que se impone a la tarifa de último recurso que no refleja el coste real de la producción de energía eléctrica. Por lo tanto, es anterior a las primas que se están concediendo a las energías renovables y no es achacable únicamente a estas.

Además, el incremento del precio del barril del petróleo y de la tonelada de CO2 emitida a la atmósfera , especialmente en el año 2007, no se repercutió en el precio que el consumidor pagaba por lo que hizo que el déficit se incrementara aun más.

Está claro que es necesario un incremento en el precio de la tarifa eléctrica de último recurso y una planificación energética a largo plazo que elimine todas las plantas de producción de energía eléctrica mediante carbón (excesivamente subvencionado y contaminante) que con más de 11.000 MW de potencia instalada (un 12% del total del sistema eléctrico español cifrado en 95.000 MW con todas las tecnologías) contribuye a que exista una sobrecapacidad del sistema eléctrico. Otro de los lastres importantes que se ha venido originando en los últimos años.

China: El país más contaminante del mundo

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El gobierno chino ha reconocido que su país ostenta el dudoso honor de ser el más contaminante del mundo. El que más emisiones globales de CO2 tiene.

El origen de esta contaminación proviene, en gran parte, por el uso que el país hace de fuentes energéticas fósiles. La economía china es claramente dependiente de combustibles fósiles tradicionales (carbón, petróleo y en menor medida gas natural). El gran consumo de carbón que significa un 64% de toda la energía que el país consume y hace que las condiciones de salubridad atmosférica sean muy precarias. De hecho, tres de las ciudades más contaminadas del mundo se encuentran en China: Pekín, Shanghai y Linfen.

Sin embargo, la dependencia energética china del exterior es muy reducida, no llega al 11%, cuando en España, por ejemplo, tenemos una dependencia de más del 80%.

Tras un breve análisis de la tabla podríamos concluir que la situación energética china podría considerarse hasta buena. Una baja dependencia de fuentes energéticas extranjeras hace que parezca que el país se encuentra fuerte ante cualquier envite provocado por posibles crisis internacionales. Sin embargo, la independencia externa no hace que el país sea independiente de su propia estructura energética. La factura que tiene que pagar por esta dependencia es demasiado alta.

La contaminación atmosférica de muchas de sus ciudades, con niveles de óxidos de carbono (CO y CO2), dióxido de sulfuro, arsénico, óxidos de nitrógeno y plomo en aire hace que los casos de bronquitis, neumonías y cánceres de pulmón vayan en aumento. Incluso la OMS ha declarado que un día respirando el aire de ciudades como Linfen equivale a fumar treinta paquetes de tabaco. La gran crisis sanitaria que está soportando esta ciudad terminará por asolarla en pocos años.

El cubrir el 64% de todas las necesidades energéticas chinas con carbón no es solo un suicido medioambiental sino también estratégico, por que si bien las reservas aun pueden mantener el actual consumo durante un número considerable de años (más de 40), el incremento del desarrollo económico chino sustentado en el consumo de esta fuente energética hará que posibles recursos económicos destinados a investigación y desarrollo de otras fuentes energéticas se empleen en esta tecnología obsoleta. Esto provocará que la solución del problema sea más difícil cuando el recurso esté agotado.