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Renovables versus no renovables, un análisis crítico de la TRE (1 de 2)

Mario Ortega | Las jornadas sobre ecología política y social, organizadas por el Centro de Estudios Andaluces, celebradas recientemente en Sevilla, estuvieron repletas de intensidad, lugares comunes, ponencias y debates de altura.

Quiero hacer una reflexión relativa al indicador TRE, tasa de retorno energético, que se viene usando para determinar la viabilidad de una fuente energética comparándola con el resto, con el fin de evitar visiones catastróficas en relación a la capacidad de las energías renovables para ser el principal elemento tecnológico de cambio del modelo energético y avanzar hacia una economía verde (ecológica).

Este indicador fue sacado a colación en las jornadas citadas por Antonio Turiel para demostrar, entre otras cosas, la imposibilidad científico/tecnológica de que las energías renovables sustituyan a las energías no renovables como eje vertebrador de los procesos de una nueva economía productiva.

tasa de retorno energético

La Tasa de Retorno Energético

Podemos definir la TRE como el cociente entre la energía obtenible de la fuente durante los años de vida útil de la tecnología implementada (la llamaremos Energía total) y la energía invertida para poner en marcha el proceso tecnológico y su mantenimiento (la llamaremos Energía invertida).

De modo que:

TRE = (Energía total / Energía invertida)

Resulta evidente que, al margen de otros factores, valores de TRE superiores a 1 indican procesos que entregan energía neta y valores inferiores a 1 indican procesos consumidores de energía neta. De modo rápido e intuitivo deducimos que cuanto mayor sea la TRE “mejor”, desde el punto de vista de la eficiencia productiva, será la tecnología energética en cuestión.

Observamos que la expresión tiene exclusivamente en cuenta la magnitud física de la energía, y que en ella interviene una componente temporal que tiene que ver con la degradación de las instalaciones de obtención (extracción), transporte, generación, comercialización y consumo. Diríamos que está implícito el factor tiempo como un elemento determinante de la vida útil de los medios de producción, entregando un rendimiento del proceso (eficiencia) que disminuye con el tiempo (degradación entrópica).

También en un primer vistazo comprobamos que el indicador TRE es ajeno a variables económicas, como costes, intereses, variación del precio de venta de la energía, del precio de compra de materias primas, o de sus vectores de transporte y distribución. De modo que la TRE está desconectada de la economía real. La TRE es puramente un indicador físico.

Visto así, el enfoque de la TRE para establecer la viabilidad de un modelo o tecnología energética, recuerda al de los economistas fisiócratas del XIX que analizaron los procesos productivos bajo las condiciones de reproducción físicas, termodinámicas, biológicas y químicas.

Tabla TRE

Tabla extraída de wikipedia


Un análisis crítico

A la expresión matemática anterior, manteniendo su esencia, pueden incorporarse variables que “afinen” el indicador. Esto es lo que hacen diversos autores para introducir o ampliar el factor de degradación tecnológico temporal o cantidades energéticas relacionadas con gastos “colaterales”, como la energía consumida en los procesos de administración, aparentemente ajenos al núcleo “extractivo” central, o la pérdida de rendimiento de un yacimiento asociada a su explotación temporal, o a la utilización de formas de acumulación energética material de peor calidad. Los ejemplos en el mundo de los combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón) son claros, así como en el mundo de los combustibles nucleares.

Los yacimientos de petróleo, gas y carbón, después de dos siglos de explotación intensiva, se degradan hacia formas químicas, estados minerales, profundidades y lugares de la corteza terrestre, que requieren una mayor cantidad de energía para la extracción y puesta a punto para su utilización en el sistema productivo.

Con el uranio, y otros combustibles nucleares, pasa lo mismo.

Nótese que todavía no hemos hablado de límite y escasez, esos factor ignorados por la economía clásica. Hablamos como sí, independientemente de la dificultad extractiva y contenido energético de la fuente, ésta fuese infinita.

Nótese igualmente que no hemos hablado aún de las externalidades no cuantificables en términos de economía clásica. ¿Cómo valorar, calcular la energía necesaria, para capturar y resituar en el yacimiento en iguales condiciones fisicoquímicas el excedente atmosférico de CO2 que el modelo fósil ha provocado desde la era preindustrial hasta ahora?. Por no hablar de las afecciones enormes debidas al cambio climático. Si este cálculo en términos energéticos (para seguir con la pureza fisiocrática) fuese posible, resulta evidente que, introducido el dato en la TRE , la conclusión radical sería que el modelo fósil y el modelo nuclear son insostenibles.

Podríamos añadir otras externalidades, pero a estas alturas ya no es necesario para lo que queremos decir.

Resumiendo, si introducimos el tiempo futuro, y no sólo el tiempo pasado. Esto es, si tenemos en cuenta no sólo el primer principio de la termodinámica, sino también el segundo, para cerrar el ciclo de cálculo de la “eficiencia” del modelo energético, y lo miramos en su totalidad (calculando el ciclo energético completo para devolver al estado inicial todo el sistema), entonces vemos que la insostenibilidad del modelo energético actual es de tamaño galáctico.

renovables

¿Energías renovables?

Llegados aquí, le toca el turno a las renovables, cuyas TRE, con los datos aportados por Antonio Turiel, parecen pequeñas como para sustituir la tremenda intensidad energética del actual modelo productivo.

Admito que en la tabla que pongo se observa que las TRE de las renovables son pequeñas, pero ni más ni menos pequeñas que las del resto de modelos energéticos. Lo que quiero decir no es eso, intentaremos poner en cuestión la propia esencia de la comparativa para hacer ver que la TRE no es un indicador válido para comparar entre modelos productivos basados en energías no renovables y modelos productivos basados en energías renovables, salvo que pudiésemos determinar el valor de lo incuantificable del cierre total de los ciclos.

Hay dos aspectos que debemos resaltar.

El primero tiene que ver, como ya he dicho antes, con la introducción del futuro, la introducción de la degradación entrópica, la imposibilidad física de la reversibilidad de los procesos. La TRE de los sistemas no renovables disminuye con el tiempo, dado que son sistemas “agotables” desde el punto de vista del stock de recursos. La TRE de los sistemas renovables aumenta con el tiempo, dado que depende esencialmente de su desarrollo, mejora tecnológica y grado de implantación.

Y el segundo se refiere a que en el sistema no renovable los factores limitantes son la escasez y la calidad de la fuente. Y en el renovable los factores limitantes son la eficiencia tecnológica (con límites físico-químicos teóricos en todos los casos, así como límites ambientales), el tiempo de vida útil y la cantidad de energía por unidad de tiempo y superficie procedente del sol (la llamada constante solar, 1.366 W/m2 a Masa de Aire 0, en el borde atmosférico). Por definición las renovables son una fuente “infinita de energía”, las no renovables no, dado que el tiempo de vida del sol en su estado actual es del orden de 5x10exp9. Por tanto con las primeras podemos pensar en términos de cierre de ciclos y con las segundas no necesariamente.

Como vemos, esta clave temporal, unida a la clave de los ciclos, con la constante solar de por medio y la infinitud de la vida del sol respecto de tiempo de vida de la humanidad sobre la tierra, o de la propia naturaleza viva, nos indica que sería físicamente factible desarrollar un nuevo modelo energético basado en las renovables que tenga en cuenta el acoplamiento tecnológico con la energía que a diario recibimos del sol, aumentando de un lado la cantidad de energía útil disponible y disminuyendo la intensidad de consumo para mantener el sistema económico productivo en un equilibrio dinámico (esto no es un estado estacionario).

Habrá quien piense que lo que proponemos es una “ilusión tecnológica”, eso que desde el ecologismo se ha criticado como la cortina de humo que impide ver la insostenibilidad del capitalismo. Ya vendrá la ciencia y nos salvará. No.

La expresión “equilibrio dinámico” resume dese el punto de vista científico lo que la ecología política está dispuesta a hacer, puede hacer, y a un tiempo nos indica la profunda incompatibilidad entre capitalismo y ecología. El capitalismo es el modelo del crecimiento, un estado permanente de no equilibrio sistémico, el modelo verde es el del equilibrio en movimiento, un equilibrio que acopla la energía ambientalmente disponible con la producción de valor, un equilibrio dinámico.

Ya habrán intuido, si no certificado, que esto es lo mismo que la naturaleza ha hecho durante miles de millones de años. Las energías renovables son el factor X del nuevo modelo productivo que queremos los ecologistas. Junto con el cierre de ciclos de los materiales implicados en el proceso (de la cuna a la cuna y no de la cuna a la tumba [7]), nos permitirían cambiar radicalmente la economía para llevarla hacia los equilibrios dinámicos. Se llama biomímesis [8], y pasa por la metamorfosis (transición) y la simbiogénesis (cooperación).

@marioortega

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[1] Cleveland et al. Science

[2] David Eliott, A sustainable future? the limits of renewables, Before the wells run dry, Feasta 2003.

[3] Ian Hore-Lacy, Renewable Energy and Nuclear Power, Before the wells run dry, Feasta 2003.

[4] Cutler Cleveland, Net energy from the extraction of oil and gas in the United States, Energy, Volume 30, Issue 5, April 2005, Pages 769-782.

[5] Storm van Leeuwen and Philip Smith, Nuclear Power: the Energy Balance.

[6] ALSEMA, E. A.; WILD-SCHOLTEN, M. J. de (6-10 de junio de 2005). «The real enviromental impacts of crystalline silicon PV modules: an analysis based on up-to-date manufacturers data enviromental accounting» en 20th European Photovoltaic Solar Energy Conference.

[7] Cradle to cradle. De la cuna a la cuna. Michael Braungart y William McDonough. McGraw-Hill, 2005

[8] Biomímesis. Ensayos sobre imitación de la naturaleza, ecosocialismo y autocontención. Jorge Riechmann. Catarata, 2006

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Continuará con energías renovables versus no renovables. El asunto de la eficiencia y la complejidad (2 de 2)

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