No se necesita mucha energía para extraer carbón o bombear petróleo del suelo. Por el contrario, la mayoría de las fuentes de energía renovables implican la obtención y refinación de recursos, una fabricación e instalación sofisticadas. Entonces, a primera vista, cuando se trata de la energía utilizada para obtener más energía (el retorno energético de la inversión), los combustibles fósiles parecen un claro ganador. Esto ha llevado a algunos a argumentar que la transición a las energías renovables creará una caída general en la producción neta de energía, algo que a nadie le interesa ver.
Sin embargo, un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad de Leeds en el Reino Unido sugiere que esto no es una preocupación en absoluto: en la mayoría de los países, las energías renovables ya producen más energía neta que los combustibles fósiles que están desplazando. La clave para entender por qué es que es mucho más fácil hacer cosas útiles con electricidad que con un trozo de carbón o un pegote de petróleo crudo.
Eficiencia energética y utilidad
La idea básica detrás del nuevo trabajo es que, si bien es energéticamente barato extraer combustibles fósiles, lo que sale de la tierra no está listo para ser utilizado. Hay costos energéticos para darle una forma útil y transportarlo a donde se necesita, y luego se pierde energía cuando se utiliza. Esto es especialmente notable en usos como los motores de combustión interna, donde mucho menos de la mitad de la energía disponible en la gasolina se convierte en movimiento.
Por lo tanto, los investigadores proponen una forma alternativa de retorno de la inversión en energía (TRE), algo que llaman TRE de etapa útil. Mide cuánta energía se necesita para poner a funcionar una unidad de energía de una manera que la sociedad valora: calentar una casa, mover un automóvil, iluminar una habitación, etc. Esta es también una medida más complicada porque depende de cómo se utilice la energía, que variará de un país a otro. Entonces, aunque el gas natural tiene el mismo TRE en el momento de la extracción, tendrá diferentes TRE en la etapa útil en un país que usa principalmente gas para calefacción versus uno que lo usa para generar electricidad, ya que esas dos actividades tienen diferentes eficiencias.
Para analizar las TRE de etapa útil, los investigadores se basaron en una publicación anterior que calculaba lo que denominaron TRE de etapa final, que rastreaba la energía utilizada para llevar una unidad de energía a donde está lista para su uso, es decir, todos los costos energéticos de la extracción. , procesamiento y entrega. Esta información les permitió realizar un seguimiento de esta estadística para el período de 50 años comprendido entre 1970 y 2020. Luego, crearon su propia base de datos sobre el uso de energía a nivel nacional. Dado que se encuentran disponibles eficiencias típicas de varios usos, eso les permite realizar un seguimiento del TRE de la etapa útil en cada país del que tienen datos.
Lo único que esto no incluye es el costo energético de la infraestructura necesaria para extraer combustibles fósiles, que, en el caso de cosas como la perforación en alta mar, puede ser significativo. Entonces, los investigadores sugieren que probablemente estén sobreestimando la TRE de la etapa útil de los combustibles fósiles.
Ineficiencias
Centrarse en la utilidad marca una diferencia sustancial. Utilizando los datos de 2020, el TRE final de los combustibles fósiles entregado al usuario final es bastante bueno, aproximadamente 8,5, lo que significa que se obtienen alrededor de 8,5 unidades de energía por cada una que se invierte. (Esto se promedia para todos los combustibles y usos). Sin embargo, una vez que intentas hacer algo útil con él, cae drásticamente, de modo que el EROI de la etapa útil es solo de aproximadamente 3,5. Lo cual, para ser claros, es malo: desea obtener la mayor cantidad de energía útil posible por cada unidad de energía que pone en las cosas.
Sin embargo, los diferentes combustibles tienen perfiles muy diferentes. El gas natural tiene el TRE en etapa útil más alto con 9,5, el carbón con 7,2 y los productos derivados del petróleo con solo 2, lo que significa que solo obtenemos de la gasolina aproximadamente el doble de energía que la que invertimos en producirla y utilizarla. La mayoría de estos valores se han mantenido prácticamente sin cambios durante los últimos 50 años, excepto el gas natural, que ha experimentado una caída dramática en el TRE para prepararlo para su uso (posiblemente debido a los costos energéticos del fracking; la tendencia es más notable en los últimos 50 años). década de 1980) y una caída menor en la TRE en etapa útil.
Un factor que contribuye en gran medida a estos valores es la forma en que se utilizan estos combustibles. Por ejemplo, la TRE en etapa útil del gas natural para calentar edificios es de aproximadamente 12, lo que significa que puede usarse de manera razonablemente eficiente. El valor para la calefacción con productos derivados del petróleo es sólo de aproximadamente 5. Los productos derivados del petróleo utilizados en la propulsión de carreteras y ferrocarriles también son terribles, siendo justo por encima de 2 para los viajes en ferrocarril y por debajo de 2 para las carreteras.
La energía renovable, en este análisis, se centra en cosas como la eólica y la solar, que entregan electrones a la red (cosas como la producción renovable de metano son bastante menores en este momento). Se pueden utilizar para cosas como calefacción, transporte ferroviario y por carretera, y otros usos realizados por combustibles fósiles. Muchos de estos usos son extremadamente eficientes: cosas como las bombas de calor y los motores eléctricos son mucho mejores para convertir la energía en utilidad que sus equivalentes de combustibles fósiles.