lunes, 8 de diciembre de 2014

Petróleo, ¿dónde narices estamos un mes después? Preguntemos a Chevron...

Tras la publicación, el pasado 1 de noviembre, de una entrada en este blog donde reflexionaba sobre los cambios que se estaban produciendo en el mercado global de petróleo (varios años de incremento sostenido de la producción de Estados Unidos, varios meses de descenso sostenido en los precios), han pasado algunas cosas interesantes. Cito tres:
  1. El precio del petróleo ha seguido bajando de forma consistente durante un mes más y ya está por debajo de los 70 dólares el barril.
  2. Arabia Saudí ha hecho pública su intención de combatir mediante el precio al tight oil de Estados Unidos.
  3. Chevron, una de las grandes multinacionales petroleras, ha publicado su presentación anual a los inversores.
Lo del precio (a) se ve claramente en el gráfico 1, que es la actualización del que recogía en la entrada citada. Las razones por la que el petróleo está bajando de precio son las mismas que hace un mes: la demanda flojea y la oferta se mantiene alta. Lo de la demanda viene de que las economías de Europa y Japón siguen estancadas, la de China se ralentiza y la de otros emergentes, como Brasil, se ha frenado. Lo de la oferta tiene que ver con el crecimiento de la producción de Estados Unidos desde hace unos años y con el hecho de que ni Arabia Saudí ni sus socios de la OPEC estén modulando su producción para mantener precios altos.

Gráfico 1. Evolución del precio del petróleo en los últimos 6 meses. Actualizado a 5 de diciembre de 2014. Fuente: nasdaq.com.

Así que lo del precio hila con lo de Arabia Saudí (b). En efecto, en la última reunión de la OPEC (27 de noviembre), Ali al-Naimi, ministro del petróleo saudí, logró convencer a sus colegas del cártel de no recortar la producción y así mantener unos precios suficientemente bajos como para expulsar del mercado al tight oil de Estados Unidos. Este cambio de estrategia tiene enjundia. Significa que los saudíes ven en la nueva producción de crudo de Estados Unidos una amenaza para su posición dominante en el mercado, que saben que esa nueva producción es cara y sólo es viable con precios altos y que además consideran que tienen suficiente margen de maniobra para sostener producciones altas durante suficiente tiempo.

La estrategia podría estar surtiendo efecto ya mismo: en noviembre los permisos para perforar nuevos pozos en Estados Unidos cayeron un 40% respecto al nivel habitual en los meses previos. Esto se va a notar en el número de pozos nuevos en los próximos meses y, teniendo en cuenta el rápido declive del ritmo de producción en los pozos de extracción por fracking, no tardará en notarse también en la producción. En cualquier caso, es posible que el boom del fracking petrolero de Estados Unidos no sea la única victima de esta guerra de precios: Rusia e incluso algunos socios de Arabia Saudí en la OPEC como Venezuela, que por diversos motivos necesitan precios altos, pueden verse en serias dificultades si la situación actual de precios se prolonga lo suficiente.

En realidad nadie sabe a ciencia cierta con cuántas reservas cuenta Arabia Saudí pero parece que los saudíes consideran que tienen suficientes como para seguir mandando en el mercado durante una temporada. Esto hila con lo de Chevron (c). En su presentación anual a los inversores publicada este mes de noviembre incluyen el gráfico que reproduzco más abajo como gráfico 2. En él se muestra una proyección de la demanda de petróleo esperable de aquí a 2030 comparada con la evolución previsible de la "producción base existente", es decir, la producción de los campos petrolíferos que se están explotando actualmente. La proyección de la demanda equivale a un crecimiento anual del 0,8% hasta los 92 millones de barriles diarios. En cambio, la producción base existente se prevé que decrezca a un ritmo de un 5,2% anual, hasta unos 32 Mbd.


Gráfico 2. Proyección de la demanda de petróleo y la producción base existente hasta 2030. Fuente: Chevron 2014 Investor Presentation

La previsión de crecimiento de la demanda del 0.8% no es demasiado optimista. Ese ha sido más o menos el crecimiento experimentado entre 2008 y 2013 y todos sabemos que no han sido años económicamente muy boyantes. Si contamos con que las cosas vayan mejor de aquí a 2030 y nos atenemos a esta previsión de demanda, el margen de mejora queda restringido a lo que seamos capaces de reducir nuestra actual dependencia del petróleo. Por otra parte, la previsión de disminución de la producción base existente de un 5,2% anual no es discordante con la de los estudios serios sobre el asunto. El resultado es que para cubrir la demanda de aquí a 2030 nos harán falta unos 200.000 millones de barriles procedentes de campos petrolíferos nuevos, y que en 2030 la producción nueva tendrá que ser capaz de proporcionar 60 millones de barriles por día. Es decir, que necesitamos poner en producción algo así como 6 "arabias saudíes" entre hoy y 2030: una nueva "arabia saudí" cada 3 años. 

Yo tengo muchas dudas de que realmente sea posible poner en producción una nueva "arabia saudí" cada 3 años si nos ceñimos a los recursos naturales de este planeta y a los recursos económicos y tecnológicos de esta civilización. Por ejemplo: si lo tuviéramos que hacer a base de yacimientos como el que Repsol está explorando en Canarias, tendríamos que poner en producción uno nuevo cada mes. Si lo tuviéramos que hacer a base de yacimientos como Bakken, el principal protagonista del boom del fracking petrolero en Estados Unidos, necesitaríamos uno nuevo cada ocho meses.

Pero aunque a mí me pueda parecer una batalla perdida, para los ejecutivos de Chevron no lo es. En la diapositiva 5 de la misma presentación nos muestran de dónde piensan que va a salir toda esa producción nueva (gráfico 3, panel de la izquierda). Y resulta que casi tres cuartas partes vendrá de yacimientos de alta mar, de tight oil y de las arenas bituminosas de Canadá. Puede que estos recursos lleguen a dar de sí lo que Chevron espera de ellos, o puede que no, pero lo que está claro es que este nuevo petróleo va a ser caro. Y en esto los ejecutivos de Chevron también están de acuerdo: en la misma diapositiva (gráfico 3, panel de la derecha) se indica el rango estimado del "break even" o umbral de rentabilidad de cada tipo de recurso, es decir, el precio mínimo que permite cubrir todos los costes de inversión y explotación. En la mayoría de los casos ese precio mínimo ronda los 75 dólares por barril. Moraleja: a los precios actuales la producción nueva prevista es inviable. 
Gráfico 3. Composición de la producción nueva de petróleo entre 2013 y 2030 por tipo de recurso (izquierda) y umbral de rentabilidad de cada tipo de recurso (derecha). Fuente: Chevron 2014 Investor Presentation. 

Pero entre tanto, dejémonos llevar y disfrutemos de las ventajas que para los importadores de petróleo como nosotros representa la nueva coyuntura de precios. Un barril a 70 dólares en lugar de a 100 abarata la factura del petróleo de España en unos 10.000 millones de euros anuales, es decir, en algo así como un 1% del PIB (*). Cuando las previsiones de crecimiento para los próximos años vienen siendo del uno y pico por ciento, un ahorro del 1% en la importación de petróleo es muy significativo. Si al final crecemos en el entorno del 1% o del 2% ya veremos qué parte hay que atribuir al abaratamiento del petróleo y qué parte a las tan cacareadas "reformas".

Notas:
(*) España consumió petróleo en 2013 a un ritmo de 1,2 millones de barriles diarios (BP Statistical Review of World Energy 2014). Multiplicado por 365 días y 30 dólares por barril supone 13.140 millones de dólares. El PIB de España en 2012 fue de 1,32 billones de dólares (World Data Bank) 

Fuentes:
El gráfico 1 se ha obtenido en www.nasdaq.com

domingo, 9 de noviembre de 2014

Krugman, o de cuando algunos economistas creen que algunos científicos se creen más listos que los economistas

No hay duda, Paul Krugman es un genuino abanderado del crecimiento económico. En este blog, más de una vez le he encuadrado en el terraplanismo económico, esa visión de tantos y tantos economistas según la cual no existen límites naturales al crecimiento económico, una visión incompatible con una Tierra esférica y, por lo tanto, finita. Pero a juzgar por un artículo suyo publicado hace un mes en The New York Times, su posición podría ser más sofisticada. El artículo se titula Slow Steaming and the Supposed Limits to Growth y su primer párrafo me ha servido de excusa para el título de esta entrada:

"El pesimismo ambiental hace extraños compañeros de cama. Parece que estamos viviendo un momento en el que tres grupos con agendas muy diferentes - conservadores anti medio ambiente, gente de izquierdas anti capitalista, y científicos que se creen más listos que los economistas - han formado una alianza impía a favor de la tesis de que reducir la emisión de gases de efecto invernadero es incompatible con el crecimiento del PIB real." (Mi traducción*)

En el artículo, Krugman muestra un ejemplo concreto en una actividad económica enfrentada a una situación de carestía energética para ilustrar cómo la economía puede adaptarse para producir lo mismo (o incluso más) consumiendo menos energía. La actividad económica en cuestión es el transporte marítimo de mercancías. Al parecer, en 2008 y ante la enorme subida del precio del petróleo, las compañías navieras que operaban rutas intercontinentales tomaron una decisión simple: reducir la velocidad de navegación de sus buques mercantes. En efecto, reducir la velocidad de navegación reduce el consumo de combustible del buque.

Pero no nos podemos parar aquí: si los barcos navegan más despacio no podrán hacer tantos viajes como antes, así que al final la cantidad de mercancías transportadas será menor. Aunque Krugman no lo menciona explícitamente, esto formaba parte de la situación de 2008: con la crisis había muchas menos mercancías que transportar por lo que para las navieras la decisión estaba entre reducir la velocidad o mantener buques inactivos. Pero lo relevante para el argumento es que la reducción de consumo de combustible que acompaña a una reducción de velocidad es proporcionalmente mayor. Es decir: si reducimos la velocidad pongamos por caso un 20%, la reducción de consumo de combustible es sustancialmente mayor que un 20%, digamos que un 40%. El caso es que la reducción de velocidad se puede compensar utilizando más barcos: si tengo 125 barcos navegando un 20% más despacio transportarán lo mismo que 100 barcos a la velocidad original (en realidad un poco más, porque los tiempos de carga y descarga no se ven afectados por el cambio de velocidad). Y como esos 125 barcos consumen cada uno un 40% menos, resulta que en total estamos transportando la misma cantidad de mercancías con un 25% de ahorro de combustible. Fantástico, ¿no?

Pues bien, parece que el Sr. Krugman tiene razón: se puede producir más con menos energía. Basta con, en sus propias palabras, "aplicar más capital y más trabajo": más barcos y más tripulaciones en el caso del ejemplo. Así que incluso en un planeta esférico en el que el suministro de combustibles fósiles fuera limitado, la economía podría seguir creciendo indefinidamente. 

Bueno, vale, se trata sólo de un ejemplo, y el propio Krugman lo advierte: no es ni de lejos el más importante ni de ninguna manera suficiente para, por sí mismo, marcar la diferencia. Pero naturalmente, si lo utiliza es porque lo considera ilustrativo. Y ahí quería yo llegar, porque en eso coincido con él: para mí el ejemplo ilustra perfectamente cómo ante una situación de carestía energética la economía se adapta moviéndose hacia soluciones en las que es necesario (en palabras del propio Krugman, insisto) "aplicar más capital y más trabajo" para lograr los mismos resultados. Es decir, en términos más acordes con la jerga de los economistas, soluciones que reducen la productividad de los factores. Y aquí es donde reside el problema: hasta donde se sabe, el crecimiento económico está ligado al aumento de la productividad de los factores, o así nos lo suelen explicar la mayoría de los economistas. 

Un carguero de gran tonelaje y un "dhow" cerca de la costa de Dar es Salaam (Tanzania). Dos maneras de transportar mercancías en el mar. El consumo de combustible que requieren una y otra es muy diferente. La cantidad de trabajo también.

En otras palabras: el ejemplo que nos brinda el Sr. Krugman ilustra perfectamente cómo la escasez de energía (o, lo que para el caso es lo mismo, la necesidad de usar menos energía para proteger el clima) puede revertir la tendencia secular a sustituir trabajo humano por capital más energía sustituyendo, en cambio, energía por capital más trabajo. La sustitución de trabajo por capital más energía es, a todas luces, la que ha permitido el enorme crecimiento de las economías avanzadas por vía del aumento de la productividad del trabajo. En cambio, en el ejemplo de Krugman la navegación lenta permite ahorrar energía pero cada hora de trabajo de los miembros de la tripulación de los buques de carga rinde menos en cantidad de mercancías transportadas. Si este tipo de soluciones se generalizan y cada una de nuestras horas de trabajo rinde menos en producto, no acabo de ver cómo podremos seguir sosteniendo el crecimiento del PIB per capita real. Y eso sin tener en cuenta que tendremos que dedicar aún más horas de trabajo para construir y mantener un capital físico que antes no necesitábamos (barcos extra en el ejemplo) y que en las nuevas condiciones es menos productivo. 

Creo que el señor Krugman debería desarrollar más su ejemplo explicándonos la nueva teoría según la cual el crecimiento económico real se puede sostener a largo plazo en condiciones de disminución de la productividad de los factores, y en concreto de la del trabajo. De otro modo, tal vez lo que va a crecer es el número de científicos que supuestamente se creen más listos que los economistas.

Notas:

(*) En el original Krugman no dice científicos a secas sino "hard scientists", en referencia a los científicos de las disciplinas "duras" (la física, la química, la biología, etc.) por oposición a los de las "ciencias sociales". Lo de "hard" se ha caído de mi traducción por dos razones. La primera: no se me ocurre una buena traducción al español para "hard scientist". La segunda: debo reconocer que con artículos como el que comento aquí cada vez me cuesta menos mantener a los economistas en una categoría conceptual separada de la de los científicos.

Fuentes:

El artículo de Paul Krugman comentado se encuentra aquí:
http://krugman.blogs.nytimes.com/2014/10/07/slow-steaming-and-the-supposed-limits-to-growth/

sábado, 1 de noviembre de 2014

Petróleo, ¿dónde narices estamos?

De un tiempo a esta parte el petróleo está apareciendo en los medios con bastante frecuencia, muchas veces con titulares llamativos que suelen ir ilustrados con un gráfico como el 1, como el 2 o con uno de cada. Los dos hechos que reflejan los gráficos y de los que se están haciendo eco los medios son a) que la producción de petróleo de Estados Unidos está creciendo de forma sostenida desde hace cuatro años y b) que durante varios meses el precio del petróleo está bajando y ya se encuentra cerca de 80 dólares/barril, bastante lejos de los 100 dólares/barril a que nos tenía acostumbrados desde hace varios años.

Gráfico 1. Producción e importaciones de petróleo de Estados Unidos desde 1994. A partir de 2011 la producción de crudo está creciendo a un ritmo no visto en décadas, contribuyendo decisivamente a la reducción sostenida de las importaciones. Fuente: U.S. Department of Energy.

Gráfico 2. Evolución del precio del petróleo WTI. En los últimos 4 meses el precio del petróleo ha pasado de estar por encima de 100 $/barril a rondar los 80. Fuente: nasdaq.com, 28 de octubre de 2014.

Puestas las dos cosas juntas y aderezándolas con un poco de alegría es fácil no resistirse a la conclusión de que esas teorías de que el petróleo iba a ser cada vez más escaso y más caro no son más que patrañas. Pues quién sabe, a lo mejor es verdad. Pero vamos a mirar esto con un poco de calma...

Empecemos por el precio. Una cosa está clara: si el precio está bajando es porque el equilibrio entre la oferta y la demanda se está desplazando hacia más oferta, menos demanda o las dos cosas. En lado de la oferta, Estados Unidos tiene mucho que ver, naturalmente: mientras la producción de crudo de aquel país crece a buen ritmo, la producción del resto del mundo está prácticamente estancada desde 2005 (ver gráfico 3).
Gráfico 3. Serie anual de producción mundial de petróleo separando la de Estados Unidos. Después de 6 años de estancamiento, la producción mundial está creciendo desde 2011, pero la producción fuera de Estados Unidos sigue prácticamente estancada en el entorno de 76 mbd. Fuente: elaboración propia con datos de BP 2014.

¿Y qué tenemos por el lado de la demanda? Pues que las economías de Europa y Japón siguen en letargo, algunas economías emergentes han dejado de crecer, como Brasil, y China crece "sólo" a buen ritmo en lugar de crecer a lo bestia como venía haciendo estos últimos años. Si la economía crece poco, la demanda de petróleo también crece poco.

Así que todo cuadra: juntemos más oferta con una demanda languideciente y los precios bajarán. La pregunta entonces es: ¿es esta una situación estable?, es decir, ¿podemos esperar una oferta de petróleo más abundante y a menor precio en el futuro?. Las preguntas con la palabra "futuro" suelen ser difíciles de responder con seguridad, pero para formarse una idea sobre esta en concreto conviene tener presente una serie de cosas a las que a veces no se les da tanta resonancia mediática:
  1. Como he dicho más arriba, uno de los ingredientes de la coyuntura actual de precios del petróleo es una demanda adormecida. Nos guste o no, nuestra economía global es todavía adicta al petróleo: bastaría con cualquier amago de retorno a la senda del crecimiento en las economías desarrolladas (las que más petróleo consumen) o una vuelta a crecimientos fuertes en las emergentes para que la demanda de petróleo volviera a tirar con fuerza del precio.    
  2. Una bajada de 100 a 80 dólares por barril es muy significativa, pero no nos engañemos: 80 dólares por un barril de petróleo sigue siendo un precio muy caro. El gráfico 4 muestra un histórico de precios mensuales del petróleo desde enero de 2000. Se aprecia claramente que el precio actual sigue estando muy por encima de los que eran normales hace sólo 10 años y que la bajada reciente no es, de momento, tan excepcional.
  3. Habitualmente Arabia Saudí asume la tarea de sostener el nivel de precios modulando su producción. Si el precio baja más de la cuenta, cierra un poco el grifo y la consiguiente menor oferta hace subir el precio. Así ayuda a sus socios de la OPEP, que tienen menos margen y necesitan precios altos para sostenerse en calma. En los últimos meses parece que los saudíes están descuidando ese papel. No está claro el porqué, pero podrían retomarlo en cualquier momento y devolver el precio al nivel de los 100 dólares.
  4. El fracking es caro. La bonanza petrolera reciente en Estados Unidos se basa en yacimientos de tight oil que requieren esta tecnología para su explotación y, de hecho, el boom ha sido posible gracias al contexto de precios altos sostenidos de los últimos años. No está nada claro que con los precios actuales la explotación de estos yacimientos resulte económicamente sostenible. Si los precios siguen bajando, el incremento de producción de Estados Unidos podría irse al traste. Y, en cualquier caso, en la medida en que el incremento o el sostenimiento de la producción de petróleo dependa de recursos como el tight oil (o de las arenas bituminosas de Canadá), el precio de esta materia prima será necesariamente alto.
  5. Y, por último, incluso con precios altos la cantidad de petróleo disponible para su explotación en yacimientos de tight oil es bastante limitada. La bonanza petrolera reciente en Estados Unidos podría ser una "flor de unos pocos años", si se me permite la expresión.

Gráfico 4. Serie histórica de precios del petróleo importado en Estados Unidos desde enero de 2000 hasta septiembre de 2014. La línea azul representa los precios ajustados por la inflación. Fuente: EIA.

De los cinco puntos anteriores, los cuatro primeros tienen un cariz bastante coyuntural y a mí los aspectos coyunturales se me suelen escapar con facilidad. Por eso me voy a centrar en el quinto, que es el que me parece más sólido en sus implicaciones a medio y largo plazo. De nuevo, saber cuánto recurso hay disponible para la producción futura de petróleo en Estados Unidos es una pregunta difícil, salvo que nos queramos conformar con la respuesta obvia para (casi) todos: es una cantidad limitada. Pero hay en aquel país una institución que presumo bien dotada de medios y que tiene entre sus cometidos proporcionar respuestas informadas sobre este tipo de cuestiones: la U.S. Energy Information Administration (EIA). Las previsiones que publicó la EIA en su Annual Energy Outlook de 2014 se muestran en el gráfico 5, tomado de dicha publicación. Vemos que en el caso de referencia se prevé que la producción deje de crecer antes de 2020, en un nivel próximo a los 10 mbd (es decir, en el mismo orden que la producción saudí actual) y comience a disminuir a partir de entonces. Así que, según la EIA, la fiesta no va a durar mucho tiempo.
Gráfico 5. Histórico y proyecciones de producción de petróleo en Estados Unidos. Fuente: EIA Annual Energy Outlook 2014.
Pero es que, además, hay motivos para sospechar que las previsiones de la EIA pecan de exceso de optimismo. Un informe publicado por el Post Carbon Institute con el título Drilling Deeper hace una revisión exhaustiva de las predicciones de la EIA yacimiento a yacimiento y concluye que en el 98% de la producción, las previsiones del escenario de referencia del Annual Energy Outlook 2014 están afectadas por un sesgo optimista "alto" o "muy alto". Según Drilling Deeper las producciones de los próximos 4 o 5 años serán similares a las que predice la EIA, pero el declive posterior al pico será mucho más pronunciado. ¿A quién creer? 

En el mismo Drilling Deeper nos proporcionan un argumento: el historial reciente de la EIA en predicciones sobre recursos en yacimientos pizarrosos (tight oil y shale gas) deja mucho que desear. Por ejemplo, la EIA estimó inicialmente en 410 Tm3 los recursos de shale gas disponibles en la formación Marcellus en el Este del país. En 2011 revisó a la baja esta cifra hasta 84 Tm3 (una reducción del 80%) después de que el US Geological Survey publicara un informe al respecto. Un portavoz de la EIA declaró entonces: "Consideramos al USGS expertos en esta materia. Ellos son geólogos, nosotros no. Vamos a tomar esta cifra y utilizarla en nuestros modelos" (mi traducción). Para el tight oil de la cuenca de Monterey, en California, una estimación inicial de recursos de 15.4 Gb sufrió en 2013 una revisión a la baja del 96% (hasta 0.6 Gb) después de un informe de David Hughes, el autor de Drilling Deeper. Vamos, que si hacemos caso a los "expertos en la materia" la fiesta va a durar mucho menos que lo que prevé la EIA.

En fin, que a mí me sigue pareciendo que, a pesar de la coyuntura de precios y de la renacida bonanza petrolera en Estados Unidos, todo apunta a que el escenario de fondo es y va a seguir siendo de carestía energética y que, como consecuencia, las perspectivas económicas globales no son muy halagüeñas. Aunque esto no es óbice para que los que tienen que llevar las riendas de la política económica, arropados por toda una pléyade de economistas de la Tierra plana muy seguros de su ciencia, sigan buscando la senda del crecimiento como única salida posible.

Fuentes:

El gráfico 1 se puede encontrar es esta página de la web del US Department of Energy.

El gráfico 2 se descargó de nasdaq.com el 28 de octubre de 2014

Para el gráfico 3, los datos se han obtenido de BP 2014

El gráfico 4 está tomado esta página de la web de la EIA.

EIA: Annual Energy Outlook 2014

Post Carbon Institute, David Hughes: Drilling Deeper 

Las declaraciones en relación con la revisión a la baja de Marcellus se pueden ver en esta noticia de Bloomberg.

Sobre la revisión a la baja de la estima de recurso en Monterey, se puede consultar esta noticia

jueves, 16 de octubre de 2014

Gas natural, puente a... ¿ninguna parte?

El gas natural, aun siendo un combustible fósil, tiene un cierto aura de "energía limpia": comparado con los otros combustibles fósiles, la emisión de CO2 por unidad de energía producida es significativamente menor (en números gordos, 25% menos que el petróleo y 50% menos que el carbón). En la emisión de otros contaminantes el gas natural también mejora a los otros combustibles fósiles. Frente al carbón, además, el gas natural ofrece ventajas tecnológicas y en relación con el petróleo todavía no está dando signos tan claros de agotamiento. Con todas estas ventajas, y por su menor tasa de emisiones por unidad de energía, el gas natural está siendo promovido como una fuente de energía de transición hacia una futura economía sin carbono.

Esto es especialmente cierto en Estados Unidos, donde el "boom" del gas de formaciones compactas o shale gas (incentivado muy activamente por el gobierno) junto con las dificultades para la exportación de gas natural (desincentivada muy activamente por el gobierno) han creado un escenario de abundancia y bajo precio en el que el gas natural está desplazando a otras fuentes de energía primaria en la generación eléctrica, y muy significativamente al carbón. Esta sustitución de carbón por gas está contribuyendo notablemente a la reducción de emisiones de CO2 que se viene registrando en Estados Unidos desde hace algunos años. Como siempre, no todo es de color rosa y, en este caso, son conocidas algunas de las sombras asociadas a este escenario:
  • El desplazamiento del carbón a favor del gas natural en la generación eléctrica en Estados Unidos no significa que el carbón estadounidense se deje de utilizar. Simplemente se exporta y se quema en otros lugares. Las emisiones de Estados Unidos disminuyen, pero globalmente el efecto es incierto.
  • En la extracción y manipulación del gas de formaciones compactas se producen inevitablemente fugas de metano, CH4, que es un gas de efecto invernadero mucho más potente que el CO2. Estas emisiones involuntarias pueden contrarrestar parcial o totalmente el efecto positivo del gas natural en la reducción de emisiones de CO2.
  • No hay ninguna certeza sobre cuánto va a dar de sí el gas de formaciones compactas ni sobre cuánto pueden sostenerse los precios bajos actuales, que a todas luces parecen artificiales.
  • El "fracking", la tecnología que se utiliza para extraer el gas de formaciones compactas, entraña riesgos ambientales muy serios que aún no está nada claro qué consecuencias van a tener en el futuro.
Estando en estas me ha sorprendido un estudio reciente (septiembre de 2014) titulado The effect of natural gas supply on US renewable energy and CO2 emissions y firmado por cuatro autores de la Universidad de California Irvine, de la Universidad de Standford y de la organización sin ánimo de lucro Near Zero. El estudio simula, mediante un modelo de sistema energético, la evolución de las emisiones del sector de la generación eléctrica de Estados Unidos entre 2005 y 2055 en un conjunto de escenarios según el siguiente esquema:
  • El nivel general de fugas de metano oscila entre 0 y 3%, un rango de variación que, según los autores, es consistente con la literatura al respecto.
  • La incertidumbre sobre la disponibilidad futura de gas natural se expresa considerando dos supuestos: disponibilidad baja y disponibilidad alta. Cada uno de ellos se ha cuantificado a partir de las estimaciones publicadas por 23 expertos de distintos ámbitos.
  • Las posibles políticas sobre energía y cambio climático se concretan en cuatro escenarios posibles: No Policy (el gobierno no interviene), Moderate Policy (un impuesto sobre las emisiones), Stringent Policy (imposición de límites a las emisiones) y RPS (despliegue de energías renovables por mandato gubernamental).
El estudio no considera los riesgos ambientales asociados al fracking y se centra exclusivamente en la generación eléctrica en Estados Unidos (las emisiones que se deriven de un eventual incremento de exportaciones de carbón estadounidense no se consideran) pero las otras "sombras" del shale gas citadas más arriba están incorporadas plenamente en los escenarios considerados en el análisis.

Los resultados se resumen en los dos gráficos siguientes, extraídos de la misma publicación. El gráfico de la izquierda muestra la evolución de las emisiones anuales en Gt de CO2 equivalente, es decir, teniendo en cuenta otros gases de efecto invernadero como el CH4. Para cada supuesto de política de emisiones se muestran dos líneas sólidas, una verde y otra roja. Cada una de las líneas se corresponde con un supuesto de disponibilidad de gas: verde para disponibilidad baja y rojo para disponibilidad alta. Alrededor de cada línea, una franja sombreada representa la variabilidad según el nivel de fugas de metano en la industria (de 0 a 3%, la línea sólida representa el valor central de 1,5%). El gráfico de la derecha muestra el total de emisiones acumulado entre 2013 y 2055 en cada uno de los escenarios simulados. Cada par de barras representa un supuesto en cuanto a política de emisiones con una barra verde para disponibilidad baja de gas natural y otra roja para disponibilidad alta. La altura de las barras se corresponde con un nivel de fugas del 1,5% y los "bigotes" representan su variación en el rango 0 - 3%.



El efecto que puede tener el gas natural viene indicado por la diferencia entre las líneas/barras verde y roja en cada escenario: si el gas natural tiene potencial para contribuir a la reducción de emisiones, una mayor disponibilidad se traducirá en menos emisiones. El caso es que para todas las políticas de emisiones salvo RPS la diferencia entre disponer o no de gas abundante es casi nula. La explicación es que el gas compite con el carbón, pero también con las energías renovables: en los escenarios de alta disponibilidad, más carbón es sustituido por gas, pero también se despliegan menos energías renovables. En la política RPS, que impone niveles de penetración de renovables por mandato gubernamental, estas están libres de la competencia con el gas y entonces la disponibilidad de este combustible sí tiene efecto en el total de emisiones. Además, la disponibilidad de gas influye en el precio de la energía y, por tanto, en su mayor o menor uso: en los escenarios de disponibilidad alta el consumo de energía es mayor y, por tanto, también lo son las emisiones. Eso sí, con gas natural abundante los mismos niveles de reducción de emisiones se pueden alcanzar con un coste menor de la energía, lo cual no es ninguna tontería.

Lo que sí parece claro en el estudio es que lo que verdaderamente determina los niveles de emisiones es la política sobre cambio climático que una sociedad decida seguir. De nosotros depende...

Fuentes:

Shearer, C., J. Bistline, M. Inman, S.J. Davis, 2014

jueves, 2 de octubre de 2014

Dicho en la cumbre

El pasado 23 de septiembre se celebró en la sede de Naciones Unidas en Nueva York la Cumbre sobre el clima 2014. Había sido convocada por el secretario general Ban Ki-Moon "para dialogar con los dirigentes y promover la adopción de medidas y objetivos ambiciosos a nivel nacional en relación con el clima". La cumbre no estaba planteada para negociar objetivos y llegar a acuerdos sino como una especie de escaparate en el que cada país iba a tener la oportunidad de exponer al mundo su posición en el asunto. O sea, como un aperitivo para la cumbre de París de 2015, cuyo objetivo sí es alcanzar un acuerdo mundial sobre el clima con acciones concretas.

En consonancia con este planteamiento, más de la mitad del programa ha estado destinado a "anuncios de objetivos y medidas nacionales". Después de la sesión inaugural, con la intervención de un Leonardo di Caprio con barba y moño, en calidad de Mensajero de la Paz (¿qué demonios es un mensajero de la paz de Naciones Unidas?), los representantes de cada país dispusieron de un turno de palabra para hacer esos anuncios. Lo que han dicho los países en estos turnos de palabra es, por tanto, lo más sustancioso que podemos extraer de esta cumbre. La web The Carbon Brief dedica una entrada a recopilar, resumidas, un buen número de estas declaraciones. Yo voy a aprovechar esos resúmenes para dar aquí mis opiniones sobre algunas de ellas. Me baso exclusivamente en lo publicado en dicha web, porque en la página oficial de la cumbre no he encontrado ningún material en esta línea. Para enriquecer un poco el contexto, al citar a cada país incluyo entre paréntesis dos datos: la contribución en % a las emisiones globales en 2013 y las toneladas de CO2 emitidas por habitante en ese mismo año.


DiCaprio, Mensajero de la Paz de Naciones Unidas, en la sesión inaugural de la Cumbre sobre el Clima 2014. Fuente: diario El Mundo

El primer país del mundo en emisiones de CO2 es China (27,1% y 7 t/hab), así que la posición de China es crucial. Y China se ha descolgado anunciando que para 2020 habrá reducido la intensidad de carbono de su economía en un 40% o 45% respecto de los valores de 2005. En 2013 el nivel de reducción ya había alcanzado un 28,5%. Además, piensa llegar a un techo de emisiones "tan pronto como sea posible". Todo esto está muy bien, no seré yo quien lo niegue, pero nos conviene ponerlo en contexto. En las previsiones de China también entra crecer al 7,5% anual hasta 2020. Con este dato en la mano el anuncio de China se puede reformular de la siguiente manera: "nuestras emisiones de CO2 van a crecer entre un 20% y un 30% de aquí a 2020 y a partir de ese año seguirán creciendo durante un tiempo indefinido y en una magnitud indefinida". La noticia ya no suena tan buena para el clima... Yo, además, no puedo evitar leer el siguiente subtexto: "Queremos seguir creciendo a buen ritmo y sabemos que las fuentes de energía fósil ya no nos van a acompañar (va a ser imposible conseguir más petróleo y el carbón, que también tiene sus límites, nos está generando unos problemas de contaminación inasumibles). Así que nos vamos a tener que apañar con otras fuentes de energía y con más eficiencia energética. Si esto lo expresamos en términos de reducción de la intensidad de carbono referida a 2005 nos va a quedar de lo más pintón para decirlo en la cumbre del clima".

Pero no podemos cargar las tintas sobre China. Al fin y al cabo, se trata del país más poblado del mundo, así que es de lo más natural que sea también el que más CO2 emite. Además, sus emisiones per capita son inferiores a las de muchas economías desarrolladas. Por ejemplo, la del segundo en el ranking mundial de emisiones de CO2Estados Unidos (16,9% y 18,8 t/hab). Un estadounidense promedio emite más o menos tanto CO2 como dos chinos y medio. Y entonces ¿qué es lo que ha anunciado Estados Unidos? Bueno, lo primero un cambio de actitud. Las declaraciones recientes de Barack Obama calificando el cambio climático como la principal amenaza global, por delante del terrorismo, viniendo como vienen de un presidente de los Estados Unidos de América, resultan cuanto menos llamativas. Segundo, la reafirmación (aproximada) de un compromiso previo: alcanzar en 2020 un nivel de emisiones "en el rango" del 17% de reducción con respecto a los niveles de 2005. Y tercero: la promesa de fijar un objetivo de reducción futuro a comienzos del año próximo, pero sin concretar más. Es poco, es ambiguo y además no es nuevo, pero aún así nos tenemos que dar con un canto en los dientes: se trata de Estados Unidos.

Los países de la Unión Europea presentaron posiciones bastante alineadas y expusieron objetivos de reducción de emisiones ambiciosos pero no nuevos. Alemania (2,4%, 10,5 t/hab) se presentó a sí misma como punta de lanza por sus objetivos ambiciosos, pero no concretó ninguno. Francia (1,1%, 5,8 t/hab) comprometió 1.000 millones de dólares para el Fondo Verde para el Clima. Por España (0,8%, 6,1 t/hab), Felipe VI se mostró lleno de orgullo (no sabemos si también de satisfacción) por nuestra generación eólica, pero tampoco anunció nada novedoso. El Reino Unido (1,5%, 8 t/hab) se declaró en camino de lograr un 80% de reducción de emisiones en 2050. Significativamente, puso énfasis en la cooperación con los países en desarrollo: "no es en absoluto realista esperar que los países en desarrollo renuncien a la senda de crecimiento intensiva en carbono que tantos países occidentales han disfrutado, a menos que les ayudemos a lograr un modelo de crecimiento verde".

La Unión Europea (11,2%, 7,7 t/hab)  también tuvo un turno propio, de manos de José Manuel Durão Barroso, que anunció el objetivo de reducción de emisiones propuesto por la Comisión Europea: 40% respecto de los niveles de 1990 en 2030. Efectivamente, Europa va a la cabeza en la lucha contra el cambio climático. Sin embargo, hay quien se pregunta si es factible un objetivo tan ambicioso. Tal como yo lo veo, es útil confrontar esta pregunta con otra: ¿sería factible un hipotético objetivo de mantener hasta 2030 los niveles de emisiones actuales? Europa carece casi por completo de recursos fósiles propios (las perspectivas del fracking siguen siendo poco alentadoras) y cada vez está teniendo más dificultades para asegurarse el suministro desde el exterior, donde la demanda crece más deprisa que la producción. En otras palabras: Europa está condenada a reducir su consumo de combustibles fósiles y, por tanto, sus emisiones de CO2. A mí me parece que la pregunta interesante no es tanto si lograremos tal o cual objetivo de reducción de emisiones sino en qué condiciones lo haremos. Y me da la impresión de que nos vendría muy bien comenzar cuanto antes a repensar el modelo de prosperidad material al que tan rápidamente nos hemos acostumbrado.  

El segundo país más poblado, India (5,5%, 1,5 t/hab) expuso, con cifras concretas, su compromiso con el desarrollo de energías renovables, el aumento de la eficiencia energética y la reforestación. Y yo digo que cualquier cosa en esa dirección que proponga un país con una tasa de emisión per capita 5 veces menor que el promedio de la Unión Europea o 12 veces inferior a la de Estados Unidos debe ser aplaudida. Por eso no me parece desencaminado que, además, hiciera un llamamiento a los países desarrollados para que den apoyo tecnológico y financiero a los países en desarrollo y para que practiquen lo que predican en relación con el problema climático. 

Ecuador (0,1%, 2,3 t/hab) fue un paso más allá en esta línea manifestando que considera conveniente que la responsabilidad histórica en las emisiones sea tenida en cuenta. 

Varios países significativos no aparecen en los resúmenes de The Carbon Brief. Cito algunos: Canadá (1,8%, 17.5 t/hab), uno de los países desarrollados con mayor nivel de emisiones per capita y que últimamente ha reculado en sus posiciones a favor de actuar contra el cambio climático; Australia (1%, 15,5 t/hab), tercer productor de carbón del mundo; Rusia (4,9% 11,9 t/hab), uno de los grandes productores de combustibles fósiles a nivel mundial; Japón (4%, 11,0 t/hab), una de las grandes potencias industriales, actualmente en una encrucijada energética complicada; o Brasil (1,5%, 2,7 t/hab), una de las grandes economías emergentes. Desconozco las razones de estas ausencias: o bien no participaron en la cumbre o bien The Carbon Brief no ha recogido sus declaraciones.

Ya para acabar me apetece comentar un caso anecdótico: el Vaticano (no tengo datos de emisiones). Su representante aprovechó su turno para expresar, entre otras cosas, que "el consenso científico [sobre el cambio climático] es bastante consistente". Sabemos que el Vaticano, como estado, es completamente insignificante y además carece casi por completo de capacidad de acción en el asunto, pero no por eso vamos a dejar de tomar en consideración sus declaraciones. Ahora bien, conociendo su trayectoria histórica en relación con los consensos científicos consistentes, a mí me ayudaría bastante saber explícitamente cuál es su postura respecto de este en concreto.

Fuentes:

Página oficial de la Cumbre sobre el clima 2014, que a mi entender ofrece más bien poca información.

Resumen de declaraciones de países recogidas en The Carbon Brief

Discurso íntegro del presidente de la Comisión Europea, José Manuel Durão Barroso

Los datos de contribución a las emisiones globales se han extraído de BP Statistical Review of World Energy 2014 y los de emisiones per capita se han obtenido dividiendo estos por la población en 2013 de la Base de datos del Banco Mundial. Respecto de los datos de emisiones, BP Statistical Review of World Energy advierte: "The carbon emissions above reflect only those through consumption of oil, gas and coal, and are based on standard global  average conversion factors. This does not allow for any carbon that is sequestered, for other sources of carbon emissions, or for emissions of other greenhouse gases. Our data is therefore not comparable to official national emissions data."

La foto de Leonardo DiCaprio se ha tomado de esta noticia del diario El Mundo

domingo, 18 de mayo de 2014

Explorando los límites de la energía eólica (y II)

En el episodio anterior... Supongamos que durante las próximas décadas vamos a ser capaces de mantener, o más bien incrementar al ritmo que se considera "normal", nuestra prosperidad material (es decir, retomar lo que viene siendo la senda del crecimiento, tan elusiva últimamente). Como para esto nos hará falta mucha energía y los combustibles fósiles van escaseando cada vez más, supondremos también que seremos capaces de desplegar energías alternativas y medidas de eficiencia energética al ritmo suficiente y así, además, conjurar los enormes peligros de un cambio climático descontrolado. Por supuesto, contamos para ello con la energía eólica. Como la empresa es grande, necesitaremos que esta fuente de energía tenga un papel significativo y, como referencia de mínimos, podemos fijarnos en Dinamarca, donde el 34% de la generación eléctrica fue de origen eólico en 2012 según datos de BP 2013. Digo referencia de mínimos porque un 34% de la generación eléctrica es todavía una parte relativamente pequeña de las necesidades totales de energía primaria de una economía moderna. Aun así, alcanzar ese nivel de penetración eólica globalmente en las próximas décadas es un objetivo ambicioso: Dinamarca lo ha conseguido, pero es uno de los países más ricos del mundo y en el que el recurso eólico es especialmente abundante. En todo caso, ¿de cuánta energía estamos hablando? Pues de algo así como 2 TW de potencia continua equivalente. 

En este episodio toca intentar responder a la cuestión fundamental respecto de la factibilidad del "objetivo Dinamarca": ¿existe en la atmósfera y a nuestro alcance esa cantidad de energía? En términos más generales nos podríamos preguntar: ¿cuál es el potencial eólico global?. Sobre esta cuestión se ha escrito mucho y con resultados muy dispares. Tomaré como referencia los casos extremos en lo que yo he podido encontrar:
  • De Castro et al. 2011 (en adelante, de Castro) cifran el potencial eólico global que podemos extraer de forma razonable en 1 TW de potencia continua equivalente. Si estuvieran en lo cierto, el "objetivo Dinamarca" se esfumaría ante nuestros ojos como llevado por el (demasiado poco) viento.
  • Jacobson y Archer 2012 (en adelante Jacobson) consideran que el potencial eólico global a 100 m es unos 253 TW de potencia continua equivalente, es decir, unas 15 veces el consumo actual de energía primaria.
Conviene tener en cuenta, sin embargo, que cuando se habla de potencial eólico global se puede estar hablando de cosas muy distintas. Los mismos Archer y Jacobson lo explican muy bien en otro artículo (Archer y Jacobson 2013), donde distinguen entre:
  • Potencial teórico: la potencia máxima que puede extraerse de cierta capa de la atmósfera si no existieran limitaciones técnicas, prácticas o económicas
  • Potencial técnico: la parte del potencial teórico que puede extraerse con las tecnologías conocidas
  • Potencial práctico: la parte del potencial técnico que puede extraerse excluyendo áreas con limitaciones prácticas (remotas, con usos incompatibles o demasiado poco ventosas).  
  • Potencial económico: la parte del potencial práctico que puede extraerse económicamente con una determinada estructura de costes de producción y de precios de la energía.
El caso es que teniendo en cuenta este juego de definiciones uno se da cuenta de que de Castro y Jacobson no están hablando de lo mismo. El primero se refiere al potencial práctico en un sentido bastante estricto mientras que Jacobson da una estimación del potencial teórico. Con todo, la diferencia de concepto sólo explica una parte de la enorme diferencia de números: el propio Jacobson cita a de Castro y calcula que expresando ambas estimaciones en términos comparables, la suya es 22,5 veces mayor que la de de Castro (dando por buena la suya, por supuesto). Si esta comparación fuera correcta habríamos pasado de 253:1 a 22,5:1, que no está mal, pero las dos fuentes seguirían siendo demasiado discrepantes.

Lo que nos ocupa aquí es ver si es factible, al margen de condicionantes económicos, alcanzar el "objetivo Dinamarca" en algo así como un par de décadas. Siendo esta la cuestión, no cabe duda de que lo que nos concierne es el "potencial práctico". Y si las estimaciones de Jacobson son 22,5 veces mayores que las de de Castro, lo que tenemos hasta ahora es una horquilla entre 1 y 22,5 TW continuos equivalentes. El extremo inferior de la horquilla significaría decir adiós al objetivo Dinamarca. El extremo superior, en cambio, vendría a decir que nos podemos centrar en las limitaciones económicas, porque serían las únicas que podrían condicionar un papel protagonista de la energía eólica en un futuro más o menos cercano. ¿En qué parte de la horquilla se encuentra de verdad el potencial práctico de la energía eólica?

De Castro y Jacobson utilizan metodologías dispares. Jacobson emplea un modelo atmosférico global al que añade distintas hipótesis de potencia eólica instalada a base de repartir uniformemente millones de turbinas de 5MW. Las diferentes simulaciones indican que existe un techo de energía eólica extraída que no se puede superar por más que se incremente la capacidad instalada (ver gráfico 1). En la hipótesis de que se utilice toda la superficie del planeta para disponer turbinas, el valor de saturación de la energía extraída resulta ser de 253 TW, que se puede identificar con el potencial teórico (curva "Global SWPP" en el gráfico 1). Para un supuesto más "práctico" en el que las turbinas se distribuyen sólo sobre tierra firme excluyendo la Antártida, el valor de saturación es de 72 TW (curva "Land SWPP" en el gráfico 1). Estos 72 TW se convierten en 80 si se considera también la superficie marina con profundidad <200 m.
Gráfico 1. Extracción de energía en función de la capacidad instalada para las hipótesis Global SWPP (parques eólicos distribuidos uniformemente por toda la superficie del planeta) y Land SWPP (parques eólicos distribuidos uniformemente por toda la tierra firme excepto la Antártida) en el estudio Jacobson. En la hipótesis Global SWPP la cantidad de energía extraída se satura para un valor de 253 TW. En la hipótesis Land SWPP, el valor de saturación es 72 TW. Fuente: Jacobosn y Archer 2012.

De Castro, por el contrario, utiliza una estimación "top-down" (de lo general a lo particular), mucho menos sofisticada pero también consistente y desde luego más fácil de seguir. 
  1. El punto de partida es el total de energía disipada por el viento en el conjunto de la atmósfera, para la que toma el valor de 1200 TW, respaldado por otros estudios.
  2. Mediante tres cálculos diferentes establece qué fracción de esta energía se disipa en los primeros 200 m de espesor de la atmósfera, que es donde operan los aerogeneradores. Dos de los cálculos son independientes del valor inicial de 1200 TW. Curiosamente, para uno de ellos utiliza un estudio anterior de Archer y Jacobson para estimar una velocidad media del viento en la troposfera baja. Los tres cálculos coinciden en aproximadamente 100 TW.
  3. No es práctico poner parques eólicos en la Antártida, ni en la superficie de los océanos profundos, ni en ciudades, parques naturales, zonas permanentemente heladas, etc. Excluye por estas causas el acceso a un 80% de la energía disponible anterior. Nos quedan 100·0,2 = 20 TW.
  4. Las turbinas de los parques eólicos se tienen que disponer suficientemente separadas unas de otras para que no se estorben entre ellas (de otro modo, la eficiencia de cada una de ellas se reduciría). Por esta causa, parte del viento que atraviesa un parque eólico lo hace entre las turbinas, sin interactuar con ellas. La energía cinética de esa parte del viento se disipa de forma natural sin poder ser aprovechada. De Castro estima el factor de reducción por esta causa en 0,3. Nos quedan 20·0,3 = 6 TW.
  5. Por razones prácticas podemos excluir del desarrollo eólico las zonas poco ventosas. Los parques eólicos actuales están en zonas de clase 5-6 en cuanto recurso eólico; en una zona de clase 3 un parque produce la mitad que el mismo parque instalado en un lugar de clase 6. De Castro excluye las zonas de clase 1 y 2 del potencial práctico y echa mano otra vez del estudio anterior de Archer y Jacobson según el cual las zonas de estas clases ocupan aproximadamente el 75% del territorio y en ellas se disipa el 50% de la energía eólica. Ese 50% de energía queda fuera de nuestro alcance por motivos prácticos, y nos quedan 6·0,5 = 3 TW.
  6. Incluso en las zonas buenas, el viento no sopla siempre a la velocidad adecuada. Los vientos excesivos obligan a parar las turbinas y son estos vientos, precisamente, los que llevan más energía (la potencia eólica es proporcional al cubo de la velocidad). De Castro estima que el 25% de la energía se deja de aprovechar por este motivo. Nos quedan 3·0,75 = 2,25 TW, y el objetivo Dinamarca comienza a verse comprometido...
  7. Finalmente, la cantidad de energía cinética que una turbina puede transformar en electricidad está limitada por la ley de Betz al 59%. Si añadimos otras pérdidas, paradas de mantenimiento, etc. podemos redondear este factor al 50%. Al final tenemos: 2,25·0,5 = 1,125 TW. Estos son redondeados a la baja para dar dar el resultado final de 1 TW como valor del potencial eólico práctico. 
A mí los números de de Castro me parecen consistentes, pero discrepan enormemente de los resultados de Jacobson y esto me resulta incómodo. La discrepancia fundamental viene del origen: supuestamente, el modelo de Jacobson incorpora de forma natural los efectos que de Castro cuantifica en los factores de los puntos 4, 6 y 7 anteriores. Estos factores se componen en 0,3·0,75·0,5 = 0,1125. Entonces, la potencia cinética total disipada en la capa inferior de la troposfera en los escenarios de saturación de Jacobson es de 253/0,1125 = 2250 TW, es decir: 22,5 veces mayor que los 100 TW de los que parte de Castro. Por supuesto, la metodología de Jacobson tiene en cuenta aspectos dinámicos ausentes en la de de Castro: a medida que extraemos energía cinética de la capa inferior de la troposfera entrará más energía en ella procedente de capas superiores e incluso del incremento de los desequilibrios térmicos en superficie. Pero incluso así, 2250 TW disipados en la troposfera inferior resultan exagerados comparados con la mayoría de referencias. Emeis 2013 (p.5), por ejemplo, considera que las estimaciones de disipación de energía cinética total en la atmósfera son bastante robustas y están en valores del entorno de 1743 TW (de Castro considera 1200 TW).

Por otra parte, conviene tener presente que los efectos de saturación que detecta el análisis de Jacobson implican que una extracción a gran escala de energía eólica puede llegar a tener implicaciones negativas muy serias. En primer lugar, puede llegar a originar cambios sustanciales en el régimen natural de vientos, a escala local o global. Adicionalmente, puede llegar a reducir de forma muy significativa el factor de carga (relación entre potencia producida y potencia nominal), encareciendo el coste de la energía producida. Por ambos motivos no parece realista suponer escenarios más allá del punto en que las curvas del gráfico 1 comienzan a curvarse hacia abajo. Este punto podría situarse más o menos en 160 TW para la hipótesis Global SWPP y en más o menos 40 TW para la hipótesis Land SWPP. La diferencia entre ambas hipótesis es que la segunda concentra la capacidad instalada en una región (las tierras emergidas excepto la Antártida) cuatro veces más pequeña que la primera. Como, en un supuesto razonable de potencial práctico, la potencia instalada se concentraría aún más, aproximadamente en el 25% de superficie con mejores recursos (paso 5 del análisis de de Castro), no me parece descabellado situar el punto límite de la curva para esta distribución de turbinas en alrededor de 10 TW.  Así pues, incluso aceptando los resultados de Jacobson, 10 TW se presenta como un valor razonable del potencial práctico de la energía eólica.

En este punto, en el que tenemos ya una horquilla de entre 1 y 10 TW, estamos en línea con la conclusión general de Emeis 2013 (p. 5): "Probablemente, una cifra de un sólo dígito expresada en TW sea una estimación realista de la energía eólica que podemos extraer de la atmósfera terrestre". Tengo para mí que esta conclusión es razonable. Si la aceptamos, el "objetivo Dinamarca" solo sería alcanzable si el extremo inferior de la horquilla resultara excesivamente pesimista. Si ese fuera el caso, solo habría que vencer los condicionamientos económicos. Pero, en cualquier caso, tampoco deberíamos contar con una contribución excesiva de la energía eólica en un hipotético futuro renovable: 10 TW es menos de la mitad de la demanda de energía primaria previsible dentro de unas décadas en los escenarios de crecimiento al uso. Como dice
 Emeis 2013 (p. 5), es evidente que la energía eólica puede ser solo parte de la solución.

Fuentes:

Archer, C.L. y Jacobson, M.Z. (2013): Geographical and seasonal variability of the global "practical" wind resources. Applied Geography 45:119-130

De Castro C., Mediavilla M., Miguel L.J., Frechoso F. (2011): Global wind power potential and technological limits. Energy Policy 39:6677–6682

Emeis, S. (2013): Wind Energy Meteorology. Atmospheric Physics for Wind Energy Generation. Springer. ISBN 978-3-642-30522-1

Jacobson, M.Z. y Archer, C.L. (2012): Saturation wind power potential and its implications for wind energy. PNAS, vol. 109, 39:15679-15684

domingo, 11 de mayo de 2014

Explorando los límites de la energía eólica (I)

En poco más de una década y media la energía eólica lo ha petado a nivel mundial. Lo ilustra el gráfico siguiente. Es cierto que, aunque no se muestra (los datos aún no están disponibles en la fuente que he consultado), el ritmo de crecimiento se ha ralentizado bastante a partir de 2013 y en ese año debió rondar el 12%. Pero el avance desde finales de los noventa ha sido espectacular, con un crecimiento medio anual del 27% entre 1996 y 2012.
Gráfico 1. Evolución de la potencia instalada y tasas de crecimiento anual de la energía eólica mundial. Fuente: elaboración propia a partir de datos de BP 2013.

Con todo, en 2012 la eólica supuso sólo el 2,3% de la generación eléctrica mundial y el 0,3% del consumo total de energía primaria (según datos de BP 2013). Es decir, una fracción bastante exigua en términos globales. En estos tiempos en los que tanto se habla de la necesidad de reducir el uso de combustibles fósiles para moderar el calentamiento global y tan poco de la necesidad de hacer lo mismo simplemente porque cada vez son más escasos y más caros, uno se pregunta hasta dónde puede llegar la contribución de la energía eólica en un futuro energético "post-carbono".

Empecemos por constatar que el desarrollo de la energía eólica ha sido hasta ahora muy desigual entre unos países y otros. El gráfico 2 muestra los 20 países con mayor penetración eólica en la generación eléctrica según datos de 2012. Europa lidera claramente: 9 de los 10 primeros son países europeos y sólo 4 no europeos se cuelan entre los 20 primeros. Entre los europeos detacan los PIIGS: los 5 están entre esos 10 primeros puestos, con Portugal, España e Irlanda en unos destacados 2º, 3er y 4º respectivamente. Una pista sobre las motivaciones de los PIIGS para impulsar fuentes de energía alternativas se puede encontrar en este otro artículo. Con todo, Dinamarca es la indiscutible medalla de oro.
Gráfico 2. Fracción eólica de la generación eléctrica de 2012 por países. Se presentan los 20 países con valores más altos, en orden decreciente. Fuente: elaboración propia a partir de datos de BP 2013.

A la vista del gráfico 2 uno puede plantearse que alcanzar el 34% de generación eléctrica global a partir de energía eólica es un objetivo viable a no muy largo plazo: los daneses ya lo han hecho y han tardado algo así como dos décadas. Veamos qué pasa si hacemos unas proyecciones sencillas de los datos disponibles. Para empezar supongamos que durante las próximas décadas la generación eléctrica mundial va a crecer al 3% anual. Este ritmo es consistente con el observado en los años 1996-2012 y es necesario si queremos plantearnos un escenario mínimamente halagüeño en cuanto a prosperidad material futura: la población crece (>1%), los países emergentes quieren acercarse al nivel de los países más desarrollados y la electrificación avanza por los países menos favorecidos. Pues bien, entonces el objetivo de 34% de generación de origen eólico también ha de crecer al 3% anual. Esta es la línea roja en el gráfico 3.

Supongamos también que el ritmo de despliegue de la energía eólica observado entre 1996 y 2012 (27% anual en capacidad instalada) se puede mantener durante los próximos años. Si la generación eólica crece proporcionalmente a la capacidad instalada*, tenemos la línea verde del gráfico 3. Según esta proyección, el "objetivo Dinamarca" se alcanzaría ni más ni menos que en 2025, con una producción eólica equivalente a 1,33 TW de potencia continua (unos 11.700 TWh). El Global Wind Energy Council (GWEC) publica en su web una previsión que está en línea con este crecimiento: en 2020 entre el 8 y el 12% de la generación eléctrica podría ser de origen eólico (en la línea verde es el 12,4%).

Esta proyección, sin embargo, puede ser demasiado optimista. Como ya he dicho más arriba, el ritmo de crecimiento de la capacidad eólica se ha reducido a partir de 2013 a alrededor del 12% anual (en España se ha detenido). No me parece inverosímil que las tasas de crecimiento tan elevadas de los últimos años no se recuperen. Al fin y al cabo los mayores crecimientos corresponden a países ricos (algunos especialmente ricos, como Dinamarca, ver gráfico 2) y favorecidos en cuanto a abundancia del recurso eólico, y se han producido sobre todo en años de bonanza económica en los que no parecía faltar capacidad de inversión (ver gráfico 1). Si suponemos que finalmente el crecimiento eólico se mantendrá al nivel del último año, un 12% anual, tenemos la línea azul del gráfico 3. En este supuesto, el "objetivo Dinamarca" se alcanza en 2044, con una producción eólica equivalente a 2,24 TW de potencia continua (unos 19.600 TWh). Admito que el año 2044 está suficientemente alejado como para poner en entredicho la sensatez de casi cualquier proyección simplona como esta, pero aun así, me la quedo como referencia para concluir. Si nos ponemos las pilas, tal vez podríamos alcanzar el 34% de electricidad de origen eólico hacia 2025. Si no, podría demorarse décadas o no llegar nunca. Pero sea cuando sea, sostener el objetivo en el tiempo a medio plazo exigirá entre 1,3 y 2,2 TW de potencia continua equivalente.
Gráfico 3. Datos 1996-2012 de generación eléctrica y de generación eólica globales. Se representan también los valores del 34% de la generación eléctrica total, correspondientes a un objetivo de penetración de la eólica del 34%. Las series relevantes se proyectan hacia el futuro según las tasas de crecimiento anual indicadas (ver justificación en el texto). Por conveniencia, los valores de generación eléctrica se han expresado en terawatios de potencia continua equivalente mediante la siguiente conversión: 1 TW cont. eq. = 24*365 TWh/año. Fuente: elaboración propia a partir de datos de BP 2013. 

Antes de seguir quiero comentar que el "objetivo Dinamarca", aunque ambicioso, es muy limitado. Queda un 66% de generación eléctrica que hay sacar de algún otro sitio. Para 2025 podemos esperar que ese 66% sea casi tan grande como la generación eléctrica total de 2012. Quedan además todos los usos energéticos no eléctricos, que están basados mayoritariamente en los combistibles fósiles. Estos otros usos suponen una cantidad de energía primaria del mismo orden de magnitud que la generación eléctrica. El desarrollo de algunas formas de sustitución de combustibles fósiles en estos otros usos (por ejemplo, el coche eléctrico), exigiría un crecimiento de la generación eléctrica mayor que el que se ha supuesto más arriba.

Pero retomando el hilo, lo que indican las proyecciones anteriores es que el "objetivo Dinamarca" implica una generación eólica claramente superior a 1TW de potencia continua equivalente, y sostenerlo en el tiempo exigirá con toda probabilidad del orden de 2TW. Si esto va a ser posible o no es, desde los puntos de vista técnico y económico, una cuestión de mucha enjundia: ¿podemos dirigir tanta inversión a ese objetivo?¿nos quedará capacidad de inversión para el despliegue necesario de otras renovables, de medidas de eficiencia energética, de los sistemas de almacenamiento y regulación necesarios para gestionar adecuadamente una fuente de energía tan variable?¿se encarecería la electricidad?¿o se abarataría?¿cuánto? Sin embargo hay una cuestión de carácter fundamental que es necesario responder antes que todas las anteriores: ¿existe la posibilidad física de extraer de la atmósfera 1 o 2 TW de potencia eléctrica (o más si al final el "objetivo Dinamarca" se queda corto porque, por ejemplo, el mundo se llena de coches eléctricos) mediante las tecnologías eólicas que conocemos?

Existen motivos para pensar que la respuesta a la pregunta anterior podría no ser afirmativa. Pero esta entrada ya se ha hecho muy larga, así que dejo dejo el asunto para la siguiente

Notas:

(*) El supuesto de que la generación eólica crezca al mismo ritmo que la capacidad instalada puede considerarse un tanto conservador: a medida que la tecnología eólica avanza, vamos teniendo aerogeneradores capaces de aprovechar un rango de viento más amplio o ubicados en zonas de vientos más constantes (parques "offshore") todo lo cual redunda en incrementos del factor de carga. A largo plazo, sin embargo, también hay que contar con que las ubicaciones más favorables se van ocupando en primer lugar así que las que van quedando disponibles a medida que la eólica crece tendrán un potencial menor, con un efecto contrario al del avance tecnológico. En términos generales creo que el supuesto es una aproximación más que suficiente.

Fuentes:

BP 2013: BP Satatisitical Review of World Energy 2013

GWEC: El 8-12% de la generación eléctrica podría ser de origen eólico en 2020. GWEC Wind in numbers

domingo, 20 de abril de 2014

El poder del contexto según Jeremy Leggett

Alguna que otra vez, planteando eso de que a mí me parece que el modo insostenible en el que estamos explotando los recursos del planeta nos está acarreando riesgos muy serios he recibido como réplica lo que podríamos llamar "el argumento de la Segunda Guerra Mundial", que es una manera más o menos efectista de jugar el "comodín de la tecnología". Va más o menos así: "No hay que ser tan catastrofista, hombre, piensa que el ingenio humano se agudiza en situaciones críticas. Mira, por ejemplo, los espectaculares avances tecnológicos que se lograron durante la Segunda Guerra Mundial". Lo pintoresco del argumento es la acusación de catastrofismo. Se mire por donde se mire, la Segunda Guerra Mundial fue una catástrofe de magnitudes colosales. ¿Quién es entonces el catastrofista, el que se preocupa por lo que puede pasar si no actuamos a tiempo o el que considera natural esperar a que el desastre sea inevitable?.

En fin, tal vez esté en la naturaleza humana la incapacidad para reaccionar a tiempo ante riesgos colectivos. Este parece que es el planteamiento de Jeremy Legget en su muy interesante The Energy of Nations. Él lo llama el "poder del contexto" ("the power of context") y, por supuesto, lo explica muchísimo mejor que yo así que voy a tomar prestada su argumentación. El libro gira alrededor de lo que el autor identifica como cinco riesgos globales que, por separado o combinados, podrían desencadenar una crisis mundial. Dos de ellos son muy inmediatos ya que según Leggett podrían materializarse en muy pocos años: el declive de la producción global de petróleo y un probable nuevo colapso del sistema financiero. El tercero no es tan inmediato en el tiempo pero sus efectos potenciales son mucho más graves: el riesgo de una crisis climática. Los otros dos son el estallido de una supuesta burbuja del carbono (en un escenario de acción real contra el cambio climático, buena parte de las reservas de combustibles fósiles que ahora se contabilizan como activos de la industria deberían dejarse intocadas bajo tierra) y un colapso del gas de esquisto (shale gas), que tiene muchas papeletas para no ser capaz de estar a la altura de las expectativas que ha generado. El alcance de estos dos últimos no me parece tan claro, pero en cualquier caso, todos ellos están relacionados de forma más o menos directa con el sector de la energía, un sector que Leggett, por su trayectoria profesional, conoce bien y desde dentro.

La trayectoria de Leggett, como profesional y como activista, también le ha permitido ser testigo de primera fila de esa aparente incapacidad de la sociedad para reaccionar a tiempo ante la existencia de estos riesgos, por más evidentes que sean algunos de ellos. La primera parte de The Energy of Nations es, en buena medida, el relato de su experiencia en este sentido, una experiencia jalonada de decepciones y oportunidades perdidas que se despliegan al ritmo de la subida del precio del petróleo entre 2002 y 2008, de los devastadores datos económicos de los años siguientes o de las continuas y continuamente desoídas advertencias de la comunidad científica sobre los riesgos del cambio climático.

La segunda parte del libro, en cambio, se centra en el futuro a corto plazo: ¿cómo se desarrollarán los acontecimientos en los próximos años? Leggett ve muy improbable que no nos encontremos en seguida con uno de dos posibles escenarios: declive del petróleo primero (y después quiebra financiera) o quiebra financiera primero (y unos años más tarde declive del petróleo). Entonces la pregunta es: ¿cómo reaccionará la sociedad global ante esta situación? La apuesta optimista de Leggett (concibe otras alternativas más pesimistas, aunque prefiere no profundizar en ellas) es un escenario dirigido por el "poder del contexto". Para explicarlo, curiosamente, también recurre a la Segunda Guerra Mundial, concretamente a los años que la precedieron:

Winston Churchill estaba advirtiendo al Reino Unido de que debía prepararse para la guerra porque cierto lider político en Alemania mostraba las peores intenciones. Al principio, pocos estaban dispuestos a escucharle. El contexto para su pensamiento era el ambiente festivo de los tiempos y un rechazo generalizado a incluso mencionar la palabra guerra tan poco tiempo después de la conflagración que había matado a millones. Churchill estaba ofreciendo un panorama muy desagradable sin contar con ningún poder de contexto. Una vez que Hitler comenzó a invadir a sus vecinos y sus despiadados planes de conquista fueron evidentes, la gente adquirió el poder de contexto necesario para ayudar a su pensamiento. Las opciones aparecieron más claras. Así que la generación de mis padres comenzó a movilizarse rápidamente. Se encontraron con que podían fabricar cazas, bombarderos, tanques y barcos a un ritmo que cogió a muchos de ellos por sorpresa. (Pág. 207, mi traducción)

Es decir, la sociedad británica fue incapaz de reaccionar hasta que la catástrofe, de tan inminente, era imposible de obviar. ¿Nos puede estar pasando algo parecido ahora? Puede ser significativo ver lo que opinan los analistas de las fuerzas armadas alemanas actuales sobre uno de los riesgos inminentes que identifica Leggett. Él mismo lo cita en su libro:

Es, por tanto, difícil imaginar cuán importantes serán los efectos de una reducción gradual de una de las fuentes de energía más importantes para nuestra civilización. Tenemos barreras psicológicas que nos impiden ver hechos incuestionables y nos llevan a rehusar casi instintivamente a mirar en detalle este difícil asunto. El declive del petróleo, sin embargo, es inevitable. (Pág. 208, mi traducción)  

Y así es como parece que estamos: esperando a que nos llegue el poder del contexto. Pero no seamos catastrofistas, dirán los partidarios del argumento de la Segunda Guerra Mundial, cuando nos llegue el poder del contexto sabremos reaccionar. Y sí, diría Leggett, una vez tengamos el poder del contexto es muy probable que reaccionemos y nos pongamos a desplegar energías renovables y medidas de eficiencia energética a todo trapo y, al final, logremos poner a salvo las cosas buenas de esta civilización. Ahora bien, él mismo nos advierte:

No pretendo decir que las cosas no irán muy a peor antes de mejorar. Habrá disturbios. Habrá comedores de caridad. Habrá sangre. Ya los ha habido, después del colapso financiero de 2008. Pero la próxima ronda será mucho peor. (Pág. 222, mi traducción)

Así que ni el argumento de la Segunda Guerra Mundial ni el del poder del contexto, mucho mejor elaborado, ofrecen una salida satisfactoria a los que no nos gustan los disturbios violentos ni la escasez de alimentos. Aunque también podría ser que Leggett estuviera completamente equivocado en cuanto a los riesgos de colapso energético, financiero o climático. Ahora que todavía no tenemos el poder del contexto esta es, sin duda, la opción más confortable. Pues hala, a esperar...

Fuentes:

Jeremy Legget, The Energy of Nations, primera edición, Routledge 2014. Manejo la versión electrónica para kindle.

El informe de las fuerzas armadas alemanas citado en The Energy of Nations puede encontrase aquí, y la versión en inglés aquí. La cita está tomada de la conclusión (p.91 en la versión en inglés).

domingo, 2 de marzo de 2014

Petróleo insular, disyuntivas en un mundo lleno

Hace un par de semanas adquirían cierta visibilidad en los medios los planes de exploración sísmica del subsuelo marino cerca de las Islas Baleares en busca de petróleo y, sobre todo, el rechazo social e institucional a la iniciativa, que parece bastante generalizado en aquellas islas. El 27 de enero, el presidente balear José Ramón Bauzá declaraba: "el petróleo de nuestras islas es el turismo" para enfatizar la oposición frontal de su gobierno a las prospecciones "porque no podemos poner en riesgo el motor de nuestras islas, que es el turismo".

Hace unos dos años en Canarias comenzó una polémica similar que aún perdura. Aparentemente hay identificados yacimientos potenciales de petróleo a unos 60 km frente a las costas orientales de Fuerteventura y Lanzarote. Aquí la exploración debe de estar más avanzada porque ya en mayo de 2012 se daban algunas cifras: se estima una reserva recuperable de unos 1.000 millones de barriles. Para poner esta cifra en contexto diré que equivale a unos 2 años del consumo de España o a 11 días del consumo mundial. El petróleo se encontraría a unos 2000 m bajo el fondo marino, que a su vez está a 900 m de profundidad en esa zona, así que parece obvio que conviene asegurarse de que de verdad hay petróleo allí abajo antes de tomarse la molestia de perforar pozos para intentar sacarlo.

Pero volviendo al asunto, el 25 de febrero pasado el parlamento canario aprobó pedir al gobierno central que autorice un referéndum para que los canarios decidan si quieren que Repsol continúe con las prospecciones que  ya tiene autorizadas. El caso es que el gobierno canario, y entiendo que una parte sustancial de la sociedad canaria, se oponen al posible desarrollo petrolero frente a sus islas. Los argumentos son exactamente los mismos que se esgrimen en las Baleares: según ha declarado el presidente Paulino Rivero, no vale la pena arriesgar el futuro de Canarias, que descansa en el turismo, por el petróleo. La actividad petrolera, se dice, podría poner en riesgo valores muy importantes para el desarrollo del turismo, vinculados a la naturaleza y a la biodiversidad. Y, como decía un lanzaroteño entrevistado en Crudo dilema, el capítulo que El escarabajo verde de TVE dedicó al asunto, "si aquí el turismo nos deja de venir, aquí nos comíamos unos a otros".

El posicionamiento insular, por tanto, está claro: tanto las Baleares como las Canarias viven, en buena medida, del turismo. Y para que vayan turistas es necesario mantener en buen estado las playas, los fondos marinos, el paisaje y todo un conjunto de valores naturales y medioambientales que podrían ponerse en riesgo si tuvieran que convivir con explotaciones petroleras en la región.

Aguas así de claras son, sin duda, una parte muy importante del atractivo turístico de las islas Baleares. Cala Mitjana, Menorca.

Desconozco hasta qué punto es posible compatibilizar la actividad petrolera con esos valores medioambientales necesarios para el turismo. Pero una cosa sí es segura: para que vayan turistas también es necesario petróleo. No hay, ni habrá en el futuro próximo, ninguna forma razonable de llevar turistas a Canarias o a Baleares en buen número si no es utilizando petróleo para mover aviones o barcos. Así pues, en la medida en que el turismo es esencial para la economía de las islas, esta depende completamente del petróleo. Juntándolo todo: la economía de las islas necesita petróleo, pero necesita también que ese petróleo se obtenga en otros lugares.

Bueno, esto no es ningún despropósito. La economía va un poco de eso: por sus recursos unos lugares son más adecuados para unas cosas y otros para otras, y el intercambio comercial permite que en cada sitio la economía se especialice en lo que mejor se da sin dejar de tener acceso a lo que se da mejor en otros lugares. Pero entonces, ¿a qué explorar petróleo en unos territorios presumiblemente mucho más adecuados para recibir turistas? La respuesta debe de venir por este lado: cada vez nos hacen falta más sitios "adecuados" para sacar petróleo porque los que hay vienen siéndolo cada vez menos (los yacimientos están en declive) mientras las necesidades de petróleo de la economía global no dejan de crecer. Esta escasez relativa se manifiesta en el precio y los precios altos acaban haciendo adecuados sitios que hasta ahora ni nos habíamos planteado. ¿Merece la pena el riesgo de perjudicar al turismo ante la promesa de petróleo a 3000 m de profundidad en cantidad suficiente para abastecer el consumo mundial durante ni más ni menos que 11 días enteros, con sus 24 horas cada uno? Parece que con el petróleo a más de 100 dólares el barril ya hay que pensárselo.

Los economistas biofísicos, un grupúsculo de inadaptados dentro de su gremio, hablan de "mundo lleno" para explicar su punto de vista. La idea es que la economía se ha hecho muy grande en relación con el sistema biofísico que la sustenta, que es este planeta: la economía ha llenado el mundo. En el mundo lleno ya no hay lugares adecuados para nuevas explotaciones de petróleo que, además, no sean también muy adecuados para otras cosas que en principio nos parecen mucho más convenientes. Baleares y Canarias rechazan la actividad petrolera en sus islas porque prefieren apostar por un modelo económico "más sostenible", pero el modelo sólo es sostenible si hay suficiente actividad petrolera en general, y en nuestro mundo lleno parece que ya no es posible sostener la producción de petróleo si no es aprovechando todos los yacimientos disponibles. 

Fuentes:

He consultado las siguientes noticias de prensa:
http://www.elmundo.es/baleares/2014/01/28/52e7db12268e3e98258b457f.html
http://noticias.lainformacion.com/economia-negocios-y-finanzas/petroleo-y-gases-secundarios/rivero-afirma-que-no-vale-la-pena-arriesgar-el-futuro-de-canarias-por-el-petroleo_UVprSuCG8jyU2Nd3MzvSX1/

Los datos sobre las zonas de exploración de Canarias proceden de la siguiente información periodística:
http://www.elmundo.es/elmundo/2012/graficos/may/s1/petroleo_canarias_repsol.html

El programa Crudo dilema, de El escarabajo verde, se puede ver aquí:
http://www.rtve.es/television/20121016/crudo-dilema-1-parte/570524.shtml