martes, 2 de diciembre de 2014

No exageren

Sin duda ya saben, nos enfrentamos a una grave crisis energetica. Es muy probable que ya hayamos pasado el cenit del petroleo y cada vez habrá menos petroleo disponible, de peor calidad y mas difícil de extraer.

Como pueden observar en el siguiente gráfico, la cosa no pinta nada bien:


Estamos jodidos...!Pero no exageren!

Exagerar  la gravedad de la situación a la que nos enfrentamos no solo no ayuda, sino que resulta contraproducente. Afirmar que debido al cambio climático, mañana la temperatura en todo el mundo subirá hasta los 50ºC, no va a servir  para que la sociedad tome conciencia sobre este problema y el problema se solucione mágicamente.
La afirmación es tan descabellada que no se la creerá casi nadie... y los pocos que la crean, cuando llegue mañana y vean que no han muerto achicharrados se darán cuenta de que lo que decían es mentira y pensaran que el cambio climático es un timo.
No hay nada mas engañoso que un dato objetivo, comprobable y correcto.

Hace 30 años, a alguien se le ocurrió la idea de alertar y concienciar sobre el agotamiento del petroleo afirmando :
Si se mantuviera constante la extracción de petroleo, las reservas conocidas se agotarían en 30 años
Esto era rigurosamente correcto...Pero resulta engañoso porque se refiere a una situación hipotética y muy poco realista. No era realista que la produccion se mantuviese, ni que no se descubrieran nuevas reservas de petroleo.  Quien reciba este mensaje obviaba que las condiciones irreales y lo interpretaba como "El petroleo se agotará en 30 años"
Podría pensarse que aunque este meme fuese incorrecto y transmitiese una percepción simplista y exagerada del problema, fue útil para  concienciar sobre el problema, ya que es un meme mucho mas simple y fácil de calar, que las teorías de Hubbert y sus picos. Pero por desgracia el meme ha resultado contraproducente.
Ahora hay mucha gente que niega que pueda haber un problema con el petroleo con el absurdo argumento de que "Hace 30 años también decían que solo tendríamos petroleo para 30 años..."

La historia se repite

En el WEO2013 la IEA publicó la siguiente gráfica:


Los datos de esta gráfica, se refieren a un escenario hipotético y no realista: que no se produzcan mas inversiones en la industria petrolífera.
Pero esta condición se ha ido olvidando, para quedarse con... en el 2035 solo tendremos la quinta parte del petroleo que tenemos actualmente. Y luego se van seleccionando los datos, los escenarios y las interpretaciones mas pesimistas para llegar al extremo de concluir que en 15años solo tendremos el 15% del petroleo actual. Incluso hay quien lo extiende al conjunto de la energia. 
http://www.15-15-15.org/

Creo que el "Horizonte1515" es el mismo error que "el petroleo se agotará en 30 años".
(Nota: Es fácil de sacar de contexto esta frase y atribuirme que digo que el petroleo no se acabara ahora porque las previsiones de hace 30 años no se cumplieron. Si no les gusta mi articulo y quieren desacreditarlo  pueden recurrir a este "hombre de paja". Se lo pongo fácil)

"In the absence of futher investment" es una situación realista.

Pues no,  las compañías petrolíferas siguen invirtiendo y siguen abriendo nuevos yacimientos y añadiendo nueva capacidad productiva.

Prueba de ello, es que el petroleo no ha decaído  hasta los 62mbd que mostraba la gráfica para el 2014, sino que se mantiene entorno los 73mbd.No es que las previsiones de la IEA fuesen incorrectas, sino que no se ha dado  el escenario hipotético que planteaba.


¿La caída de los precios del petroleo pone en peligro las inversiones?

Podría pensarse que como los costes de explotación están aumentando... al tiempo que el precio del petroleo esta cayendo, entonces las inversiones petrolíferas dejan de ser rentables. Por lo tanto  dejara de invertirse, se cumplirá el escenario mostrado en ese gráfico... y en 15 años solo tendremos el 15% de la energia...

Es cierto que con precio del petroleo bajo, se reducen las inversiones.... pero NO EXAGEREMOS. No van a caer a cero, se seguirá invirtiendo. Hay que hacer numero y ver cuanto se va a reducir las inversiones... y cuanto va a caer la produccion.

En el bussines insider he encontrado esta fantástica gráfica:

En esta gráfica se muestran ordenados por coste, todos los proyectos petrolíferos en curso que tienen previsto estar en produccion en el 2020.

En total hay unos 35mbd, si los sumamos a los 39mbd que según la iea habría en ausencia de inversiones, tendríamos 74mbd. De completarse todos, la produccion  de petroleo se mantendría o aumentaría ligeramente.

A medida que el precio baja,  los proyectos dejan de ser rentables y se reduce  este incremento de produccion.

Si cae el precio cae a 70$/barril, el incremento de la produccion se reduciría a 33mbd, unos 72mbd. Si el precio del petroleo siguiera bajando y se situase a 60$/barril... la produccion en el 2020 caería a 62mbd. Es decir, que el efecto es pequeño. Por otro lado, aunque el precio se disparase a 120$/barril o mas... apenas se aumentaría la produccion.

Obviamente esto son proyectos, no todos tienen porque acabar con éxito o producir lo que esta previsto.  Pero sirve para hacerse una idea de como afecta el precio del petroleo al incremento de la capacidad futura.

No me malinterpreten.

No estoy diciendo que  no vaya a haber ningún problema con el petroleo, que no exista el cenit,  o que este no este decayendo. Lo que digo es que no hay que exagerar la situación. Los horizontes apocalípticos tipo 1515, no van a servir para motivar o concienciar a la sociedad, sino que se volverán contraproducentes cuando se demuestren que son erróneos.

Y si eres de los que se creen el meme "horizontes 1515" y no he conseguido convencerte de lo contrario, te pido que cuando dentro de unos años te des cuenta de que era erróneo, no pienses que el petroleo nunca se acabara.




martes, 27 de mayo de 2014

Mapa europeo del coste de la electricidad fotovoltaica

El gobierno se ha visto obligado a tomar medidas urgentes debido al coste de la energia fotovoltaica.
Las imágenes se explican por si solas.




Fuentes:
Photovoltaic Electricity Cost Maps
RD 9/2013

jueves, 22 de mayo de 2014

Energía, dinero y trileros


He dedicado un par de entradas a analizar la evolución del precio de la energia fotovoltaica. Jesus N ha comentado que el precio no es la variable mas importante a la hora de determinar la viabilidad de la energia, que hay que tener en cuenta los costes energéticos, la TRE y todo ese rollo.

Yo creo que resulta mucho mas conveniente y útil el análisis de los costes económicos, que el de los energéticos. Por varios motivos.
1) Es mucho mas sencillo y fiable de conocer. Llevamos mas de una década discutiendo sobre los costes energéticos, sin saber cuales son. No se puede extraer conclusiones de una variable cuyo valor es desconocido.
2) Es mas completa e incluye mas factores que la energia. La energia es importante pero no lo es todo.
3) Y por ultimo y mas importante: Los costes energéticos y los económicos están relacionados, por lo que la mejor manera de estimar los costes energéticos es a partir de los costes económicos.

Como dijo Pedro Prieto en uno de los larguísimos debates sobre los costes energéticos:


La energia es dinero
La energía tiene que tener un equivalente dinerario y el dinero un equivalente energético, claro que si y lo lógico, si el dinero exige sentido común para el intercambio de bienes y servicios, es que deba existir una relación razonable y medible con cierto grado de fidelidad entre ambos. 

 Si el precio de los paneles fotovoltaicos ha caído drásticamente en los últimos años, lo lógico es pensar que la energia necesaria para fabricarlos también habrá sufrido una drástica caída.

Pero por desgracia las cosas no son tan sencillas como advierte  el propio Pedro Prieto:
"Otra cosa es que en este mundo raro en que vivimos, hoy General Motors valga diez mil millones de dólares y mañana no valga ni un dólar o viceversa y se recupere como de la noche a la mañana, de estar en quiebra a valer un potosí y así como su anterior presidente fue enviado a la hoguera (en el sentido virtual, claro está) el actual presidente puede ser galardonado en cualquier momento con el premio Houdini al escapismo mejor logrado o el premio David Copperfield, al mejor juego de trileros gigante, capaz de hacer aparecer un garbanzo del tamaño de la luna en un cubilete donde no había nada."

Los trileros, (es decir la especulación de los mercados) son capaces de provocar bruscas alteraciones en los precios que no tienen justificación energetica. Un ejemplo de ello nos lo encontramos en las burbujas especulativas de metales.




El precio de los metales como el Neodimio, Litio, o Cobre se puede disparar en poco tiempo multiplicándose por 10, para luego volver a bajar. Obviamente esto no se debe a cambios en los costes energéticos... sino a la especulación de los mercados.





Asi que se plantea una cuestión interesante.¿A que se debe la drástica bajada de precio de la fotovoltaica? ¿Es debido a mejoras tecnológicas que haya permitido una reducion en el consumo de recursos o por el contrario es un mero truco de los trileros?

Mirando la gráfica de la evolución del precio, no parece el típico truco de trileros de la burbuja especulativas. Las burbujas se basan en aumentos rápidos del precio de los productos, hasta que estas explotan. Mientras que en la fotovoltaica se observa una decrecimiento continuado del precio.
Pero no hay que infravalorar a los trileros, quizás se hayan inventado un nuevo truco que desconozco.

Así que para responder a la cuestión, es necesario dejar el campo económico y analizar los procesos de fabricación de los paneles. Si la bajada se debe a mejoras tecnológicas, estas deben ser muy grandes. Los procesos de fabricación han debido presentar drásticas mejoras en sus rendimientos.

El proceso de fabricación de los paneles solares es muy complejo y con  multitud de etapas, isa que me limitare a analizar un de las etapas principales que es la produccion de silicio policristalino, mas conocido como polisilicio. El polisilicio es el principal componente de los paneles solares y responsable de los mayores costes energéticos. 

Si observamos la evolución del precio de polisilicio, nos encontramos con el típico juego de trileros.
El precio del silicio va creciendo hasta que revienta la burbuja en el 2008 y el precio cae.

Este truco de trilero, permite explicar la desviación de la curva de experiencia observada entre el 2005 y 2009. Si el precio de los paneles fotovoltaicos se sale de la tendencia y se mantiene constante durante esos años es debido a que el aumento del precio de polisilicio solar, compensa la caída de precios.
Los trileros solo permiten explicar la desviación, pero no la tendencia general.

Si nos fijamos con mas detalle en la gráfica vemos que en los 10 años que abarca el precio de silicio baja desde los 30$/kg hasta los 17$/kg.

Para entender las razones de esta bajada de precio, hay que ver como ha evolucionado la produccion de silicio. Si vamos a la web del mayor fabricantes de equipos para la producción de polisilicio nos encontramos con esta interesante gráfica.

Cada año ha ido sacando un nuevo modelo de reactores, mas grande y con menor consumo especifico de energia que su predecesor.
El modelo SDR100 consumía 100kwh/kg de silicio producido... mientras que el ultimo modelo el SDR500 solo consume 40kwh/kg.

La bajada del precio del polisilicio no es debida a un truco de trileros... sino a que ahora se requiere mucha menos energia para fabricarlo.

Desde el 2012, no se han  desarrollado nuevos modelos ya que un aumento de tamaño no permite una reducción significativa del consumo especifico de energia. Pero eso no significa que no se pueda seguir reduciendo el consumo y precio del silicio. Existe un nuevo proceso denominado "Fluidized Bed Reactor (FBR)" cuyo consumo de energia es de solo 5kwh/kg de silicio. Ya existen planta de produccion comerciales que están empleando este proceso. Así que el polisilicio todavia tiene recorrido para poder bajar sus costes energéticos... y con ello su precio.

Pero no solo ha mejorado la eficiencia de la produccion de silicio, tambien hay que tener en cuenta que los paneles solares cada vez necesitan menos silicio. En el 2005 los paneles solares contenian un promedio de 10gramos de silicio por Wp. en la actualidad contienen menos de 5g/Wp. Esta reducion se debe a que ahora se utilizan espesores menores al tiempo que ha mejorado la eficiencia de los paneles. 

Combinando la mejora en la produccion de silicio, con la reduccion del consumo de silicio, obtenemos  consumo energetico de los paneles expresado en W·hora/Wp = horas,  esto significa el tiempo que tarda el panel en producir esa cantidad de energia funcionando a su potencia pico. El consumo energético ha pasado de las 1000horas a 200horas se ha reducido a la quinta parte.
Este descenso coincide con el descenso en el precio de los paneles solares de 4 a 0,8€/wp

No solo se han reducido los costes en la produccion de silicio, en el resto del proceso también se han producido reducciones similares o mayores.


Seguramente en el procesado de las obleas la reduccion de costes también este ligado a una reducción del consumo de energia especifico.

Pero no todo son mejoras. Para estudiar la evolución de los consumos energéticos, no basta con analizar las mejoras, también hay que analizar los procesos en los que ha aumentado el consumo energético.
Como les gusta recordad a los socio-optimistas, la ley de los rendimientos decrecientes, hace que cada vez sea mas costoso obtener los recursos minerales necesarios para fabricar los paneles. Por ello hay quien afirma que la TRE de las renovables disminuirá con el tiempo.

En mi opinión, de todos los componentes que forman los paneles solares, el que mas sufre la ley de los rendimientos decrecientes es el cobre. La energia fotovoltaica requiere una gran cantidad de cobre, para los conectores, cableado, inversores, transformadores, lineas de transmisión etc. Se estima entre 4-5tn/MWp, lo que supone unas 5 veces mas que las centrales térmicas convencionales.
 El cobre  es un metal intensamente explotado y se encuentra muy cerca de su cenit.
La concentración o ley de cobre en las minas esta decayendo. En las dos ultimas décadas ha decaído un 23%  pasando desde 1,45% a 1,12%. En Chile, que es el mayor productor,  la caída ha sido mucho mas drastica y ha caído desde 1,61% a 0,87% y se estima que para el 2020 se reduzca hasta 0,67%
Esta caida ha aumentado los consumos especificos de energia. En Chile, en el 2005 se necesitaban 5,3kwh/kg de cobre refinado, mientras que en la actualidad a subido hasta los 7,2kwh/kg.  Por lo tanto la energia necesaria para obtener el cobre de una instalación fotovoltaica ha pasado de 26horas  a 35horas.

El agotamiento del cobre a aumentado el consumo de energia en 9 horas, lo cual es una cantidad relativamente pequeña comparada con las 800horas que ha reducido las mejoras técnicas en la produccion de polisilicio.
Por el efecto de las mejoras tecnológicas es unos 2 ordenes de magnitud mayor que la ley de los rendimiento decrecientes.

Por lo tanto podemos concluir que :
Existe una relación entre los costes energéticos y económicos de la energia fotovoltaica.


¿Y como afecta todo esto a la TRE de la energía fotovoltaica?

De todos los estudios realizados sobre la TRE, los que arrojan unos valores mas bajos son los de Pedro Prieto en su libro "Spain´s Photovoltaic Revolution"  , que analiza la situación de la fotovoltaica en España en el 2009 y obtiene un valor de 2,45:1 en términos térmicos o 7,3:1 si se tienen en cuenta el rendimiento de la conversion de calor a electricidad.

La fotovoltaica existen en España en el 2009 se conecto durante el 2008 por lo que los paneles se fabricarían durante el 2007 o antes.

El polisilicio se obtenía en los reactores SDR-100 o mas antiguos con enormes consumos específicos de energia. Los precios de los paneles, descontando el efecto de la burbuja especulativa del silicio, rondarian  los 3$/Wp. Que es el cuadruple de su precio actual.

Como la energia es dinero, podemos estimar de manera grosera que los costes energeticos se han reducido a la cuarta parte, Por lo tanto la TRE actual quedaría en 10:1 o 30:1 y sigue subiendo. Probablemente alcance los 50:1 antes del 2020.

¿Que implicaciones tiene este aumento de la TRE?
En mi opinión ninguna, como ya he dicho en muchas ocasiones, creo que la TRE es un parámetro sin ninguna utilidad practica. No aporta ninguna informacion útil que no conociéramos.
Se podría concluir que como la fotovoltaica tiene una TRE>10 entonces es  viable.... pero para eso no hacia falta tanto rollo, basta con mirar que se están fabricando e instalando mas de 50GW de paneles solares y que sigue manteniendo cifras de crecimiento de dos dígitos.


jueves, 13 de febrero de 2014

¿Puede la fotovoltaica sustituir a los combustibles fosiles? 1º La boca del Cocodrilo

El  problema al que nos enfrentamos es que la producción de combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón) decaerá en un futuro al tiempo que su demanda aumenta, produciéndose una creciente brecha entre lo que podemos consumir y lo que nos gustaría consumir. Por la forma que adoptan las curvas de producción y demanda se las ha denominado "boca de cocodrilo"

Entiendo que la fotovoltaica sera capaz de sustituir a los combustibles fosiles, en la medida que sea capaz de cubrir esta brecha creciente. O dicho de otra forma, la cuestión es si el sol puede llenar la boca del hambriento cocodrilo.

Producción
¿De que cantidad de combustibles fósiles podremos disponer en el futuro?
Esta es una cuestión muy difícil pero afortunadamente los científicos de ASPO llevan muchos años intentando responder a esta cuestión. El problema es que ahora tenemos decenas de respuestas distintas  y es fácil perderse entre tantos modelos y estimaciones diferentes. Como por ejemplo:



No pretendo analizar ni evaluar en detalle todos estos modelos, sino obtener una aproximación de como puede evolucionar la oferta en el futuro.Por eso modelare la oferta de manera muy simple. Supondré que oferta crece de manera constante, hasta alcanzar el cenit, y luego decrece de manera constante. De esta manera solo utilizo 3 parametros: Crecimiento, Fecha cenit, decrecimiento. Como lo aplico a 3 combustibles fosiles(petróleo, carbón y gas) tengo 9 parámetros.

Para ajustarlo a un modelo concreto, he tomado como referencia los datos de Jean Laherrere.


Hay dos motivos por lo que he elegido este autor:
1)  No solo hace estimaciones para el petroleo sino también para el carbón y el gas.
2)  Sus estimaciones se ajustan a mis ideas preconcebidas e infundadas, sobre como va a evolucionar la produccion de combustibles fósiles.


Los parametros que he utilizado para modelar la oferta son.


Y se ajusta relativamente bien a los valores estimados por Laherrere. Para comprobarlo he recurrido al "sofisticado" método de superponer las gráficas.



De esta forma,  tan simple obtengo que una estimación de cual va a ser la cantidad de combustibles fosiles disponible en el futuro. He limitado las estimaciones hasta el 2064.

Estimación de la oferta de combustibles fósiles
 Resulta muy  fácil sustituir estos parámetros para analizar escenarios mas optimistas o mas pesimistas.
 

Demanda
La mandíbula superior del cocodrilo, es decir la curva de la demanda  no constreñida, resulta mas difícil de estimar y ademas tienen un mayor peso.
En un principio podríamos suponer que el crecimiento se mantiene constante. Pero eso no lleva mas tarde o mas temprano a valores irreales. El crecimiento de la demanda puede deberse a dos factores:
1) Crecimiento de la población
2) Crecimiento del consumo per capita

Y no es realista suponer que estos factores vayan a crecer ilimitadamente. La mayor parte de los modelos demográficos estiman que la población mundial tendera a estabilizarse entorno a los 10.000Millones de habitantes. Hans Rosling: Global population growth

El consumo de energia per capita, también parece saturarse al llegar a ciertos valores. En los EEUU, Alemania o el Reino Unido el consumo per capita de energia permanece constante desde los años 70. 



 Jean Laherrere, estima que el consumo per capita de energia subira hasta 2 toe para luego descender hasta 1,7toe.  Lo que es aproximadamente el consumo actual de China.

 
Para modelarlo,  he introducido  un factor que reduce la tasa de crecimiento de la demanda a lo largo del tiempo.  De esta forma utilizo 4 parámetros por combustible fósil para determinar la oferta y la demanda.

Las curvas cocodrilo  así obtenidas son:
"Bocas de cocodrilo" para los diferentes combustibles fósiles. La linea continua es la producción histórica y estimada, y la linea puntuada es la estimación de la demanda sin constreñir.
En la siguiente gráfica se muestra los déficit energético que habría que suplir con la energía fotovoltaica. Es una cantidad enorme, en 50años se deben alcanzar las 8000Mtep. Que es aproximadamente el doble de todo el petróleo que se esta consumiendo en la actualidad, y que llevo mas de un siglo alcanzar la producción.


Para darse cuenta de la enorme cantidad de energía que esto representa,  hay que compararlo con algunos consumos de energía del 2011.


Todo el petróleo consumido en el transporte, son 2267Mtep. Todos los combustibles fosiles quemados en todas las centrales térmicas del mundo, no superan los 4000Mtep. 
 
La boca de cocodrilo es inmensa y llenarla supone un reto impresionante. Tanto que parece completamente imposible que la  fotovoltaica pueda llegar a sustituir a estos combustibles, pero como ya dije en la introducción si lo es.

En el siguiente capitulo analizare la evolución de la generación fotovoltaica.

miércoles, 12 de febrero de 2014

¿Puede la energía solar fotovoltaica sustituir a los combustibles fosiles en tiempo y forma?


Esta interesante pregunta surgió de una conversación con Pedro Prieto en crisis energética:

La respuesta corta es SI
La respuesta larga es demasiado larga y compleja para un comentario  y la traigo aquí por capítulos.
Adelanto un pequeño resumen:

1. La boca del cocodrilo
El  problema al que nos enfrentamos es que la producción de combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón) decaerá en un futuro al tiempo que su demanda aumenta, produciéndose una creciente brecha entre lo que podemos consumir y lo que nos gustaría consumir. Por la forma que adoptan las curvas de producción y demanda se las ha denominado "Boca de cocodrilo"

Entiendo que la fotovoltaica sera capaz de sustituir a los combustibles fosiles, en la medida que sea capaz de cubrir esta brecha creciente. O dicho de otra forma, la cuestión es si el sol puede llenar la boca del hambriento cocodrilo.

2.Generación fotovoltaica bruta(tiempo)
 En este apartado estimare la evolución de la generación fotovoltaica. Me basare en los datos históricos y en las previsiones de  diversos organismos como EPIA o Solarbuzz.

3.Generación Fotovoltaica neta(TRE)
A la generación bruta de energía fotovoltaica, hay que descontar la energía consumida por la fotovoltaica para obtener la energía neta. Esta es una tarea sumamente compleja, Pero afortunadamente Pedro Prieto ya ha realizado el trabajo pesado calculando la TRE . Así que me limitare a utilizar su valor de la TRE, con lo que obtener la generación neta se convierte en algo trivial.

4. Equivalente energético:(forma)
 La energía producida por la fotovoltaica(Electricidad) esta en una forma diferente a la energía de los combustibles fosiles(Química).
Para poder comparar estas energías se necesita conocer un equivalente energético. Esto resulta muy complejo ya que depende del uso final que se le vaya a dar a la energía.
Esta es la parte mas difícil y polémica de todo este asunto y seguramente la única original, que el resto lo he ido "robando" a diferentes autores.

5. Comparación y análisis de sensibilidad
 Una vez que tengamos el déficit energético cubrir y la generación fotovoltaica neta en las "mismas unidades", solo queda comparar para ver en que medida se puede cubrir el déficit.
El análisis de sensibilidad es una manera elegante de referirse a jugar a dar valores a los diferentes parámetros para ver como afecta a los resultados.

6. Análisis de limites.
En este apartado  analizare la disponibilidad de los diferentes recursos que pudieran limitar el desarrollo de la fotovoltaica. (Espacio, capital, materiales. etc)

7) Conclusiones
Y por ultimo expondré lo que he aprendido con todo esto.




lunes, 3 de febrero de 2014

El gran éxito de las primas fotovoltaicas



Me duele ver como las primas a la fotovoltaica son criticadas y atacadas sin piedad. Es una vergonzosa injusticia, ya que estas primas han tenido un gran éxito logrando con creces su objetivo. Lejos de ser un error han sido un grandisimo acierto. En contra de la creencia generalizada de que han sido un despilfarro, ha sido el dinero mejor invertido. Nunca se ha conseguido tanto con tan poco dinero.

Es un tema complejo  y para entender la importancia y éxito de las primas conviene comenzar por el principio:
No es ningún secreto que los combustibles fósiles y concretamente el petróleo se están agotando. Esto no es una amenaza genérica, difusa y a largo plazo, sino algo real y concreto cuyos efectos perniciosos estamos sufriendo. Actualmente nos gastamos en petróleo 5 veces mas dinero que en el año 2000.
 Importaciones españolas de petróleo (M$/día)
Cada día gastamos en España 150M$ en importar petróleo... Este es un coste enorme que lastra nuestra economía. De manera global, el mundo se esta gastando 10.000M$ diarios en petróleo.
El petróleo se ha convertido en una fuente de energía sumamente cara y nos urge encontrar fuente de energía mas baratas.

El agotamiento y encarecimiento del petróleo no es algo que nos pillara por sorpresa, sino que era de sobra conocido desde hace décadas. También eran conocidas las potenciales alternativas como la energía fotovoltaica. El problema era que resultaba terriblemente cara. Para que pudiera ser una alternativa viable a los combustibles fósiles, era imprescindible reducir sus costes varios ordenes de magnitud. La cuestión era si esa reducción de costes era posible y como conseguirla.


Curvas de experiencia :

En 1936 se observó que cada vez que la producción de aviones se duplicaba su coste se reducía en un 15%. A esto se le llamo curvas de experiencia. Después se aplico a diferentes industrias y sectores y se descubrió que muchas producciones industriales seguían estas curvas de experiencia, aunque con diferentes porcentajes.
Ejemplos de curvas de experiencia genéricas(Fuente:wikipedia)


En el 2001, se  realizó un proyecto Europeo llamado PHOTEX,  que aplicaba las curvas de experiencia a la energía fotovoltaicas para estimar su posible evolución y determinar que políticas eran mas adecuadas para su desarrollo. Su análisis mostraban que desde 1976 el precio de los paneles había evolucionado ajustándose muy bien a las curvas de experiencia.
Curva de experiencia de la produccion de paneles fotovoltaicos. Fuente: Proyecto PHOTEX


Extrapolando esta curva (recta en escala doble logaritmica), predecían que a medida que fuera aumentando la producción los precios de la fotovoltaica irían descendiendo.
 
El problema es que no se instalaban paneles solares porque eran muy caros... y eran muy caros porque no se instalaban. Era necesario romper este circulo vicioso. Y el método mas efectivo era primar la generación eléctrica. Estas primas resultan mas efectivas que subvencionar las instalaciones porque se potencia a que se intente optimizar la generación.

Las primas permiten que las inversiones en fotovoltaica sean rentables, con lo que se consiguen aumentar la potencia instalada de paneles lo que lleva a una reducción de costes. De esta manera se consigue alcanzar un punto en los los costes son lo suficientemente bajo como para ser competitivos sin primas.  El proyecto Photex se estimo que estaría entorno a 1$/wp, y que esto ocurriría en el 2039 después de haber invertido 634.000M€.

Las conclusiones de este proyecto, sentaron las bases de las políticas de fomento de la energía fotovoltaica mediante primas a la generación. La mayor parte de los países europeos aprobaron primas a la generación fotovoltaica.

Las políticas de primas han funcionado mucho mejor de lo estimado y han conseguido con creces su objetivo:



Curva de experiencia de produccion de paneles fotovoltaicos entre el 1977 y 2013: Elaboracion propia 


 Las primas totales a la fotovoltaica en todo el mundo será de aproximadamente 400.000M$ repartidos a lo largo de 20 años. Es decir, 20.000M$ anuales.... o lo que nos gastamos en petróleo en 2 días.
El coste de las primas es muy pequeño comparado con su enorme beneficio disponer de una fuente de energía mas barata que el petróleo.
Gracias a las primas fotovoltaica, ahora los paneles solares han caído por debajo de los 0,73$/Wp. Con lo que cuesta un barril de petróleo, se pueden comprar 153Wp de paneles fotovoltaicos.
Teniendo en cuenta que con 50Wp fotovoltaicos se puede generar la misma energía que 1 barril de petróleo, la fotovoltaica es tres veces mas barata que el petróleo.




Desde un punto de vista global, las primas fotovoltaicas han sido un gran éxito. Pero si realizamos el análisis por países veremos que la participación española ha sido especialmente exitosa.

Fuente: EPIA

Alemania ha sido con diferencia el país que mas primas a dado. Actualmente están pagando unos7400M€ anuales en primas y en total destinaran unos 150.000M€ en primas.
Su política a sido muy rigurosa, ha ido adaptando la cuantía de las primas a los costes de las instalaciones. Las rentabilidades obtenidas por las plantas fotovoltaicas se han mantenido constantes.

Primas a la generación fotovoltaica en Alemania: Fuente wikipedia

La potencia instalada cada año ha ido creciendo anualmente hasta alcanzar los 7,5GW anuales, y luego se ha mantenido constante.

La situación de España es completamente diferente, en lugar de seguir la ortodoxia de ir creciendo paulatinamente a medida que bajan los precios. Se produjo un gran BOOM fotovoltaica en el 2008. Se instalaron solo en España en el 2008 2,8GW... cuando en el año anterior la potencia instalada en todo el mundo había sido de 2,6GW.  Pero después del boom no ha vuelto a instalar cantidades significativas.

La legislacion que regula las primas fotovoltaicas españolas es un caos y no se pueden reflejar en una simple table. Cada pocos meses se cambian la regulación y la incertidumbre ha sido total. Lo único que se conoce con certeza es cuanto se paga cada año en total en concepto de primas fotovoltaica.

Fuente: CNE

Se han pagado uno promedio de 2500M€ que representa aproximadamente la tercera parte de lo que paga Alemania por las primas. Si se mantuviesen las primas durante los 20años que recogía inicialmente la ley, en total se pagaría 50.000M€. Pero con carácter retroactivo se están recortando estas primas, recibirán mucho menos. Nadie sabe cuento.

Pero la manera caotica y poco ortodoxa de las primas españolas ha resultado ser muchisimo mas efectiva que la manera ortodoxia y el rigor aleman.
El boom fotovoltaico español, provoco un aumento tan rápido de la demanda, que la oferta no pudo cubrirlo lo que provoco que los precio de venta en lugar de bajar, aumentara:
 

 Aunque los precios de venta aumentasen los costes de fabricacion seguían bajando de acuerdo con la curva de experiencia, por lo que los margenes de beneficios de los fabricantes fueron enormes esos años. Esto sumado a las extraordinarias previsiones de aumentos en la demanda desato una locura inversora en la industria fotovoltaica. Sobretodo en China, donde el estado dio todo tipo de facilidades a los inversores.  Entre el 2008 y 2011 se invirtieron 38.000M$ en instalaciones y equipos productores de paneles solares. (En este punto conviene recordar que el mundo esta gastando 10.000M$ diarios en petróleo. Es decir, el coste total de todas las instalaciones que fabrican paneles solares de todo el mundo a lo largo de toda la historia... es igual a lo que nos gastamos en 4 o 5 días en petróleo)


Locura inversora como consecuencia del Boom fotovoltaico español.
Se construyeron plantas con capacidad de varios GW,cuando hasta entonces las capacidades se median en MW. La capacidad de la industria fotovoltaica creció de golpe como consecuencia del boom fotovoltaico español.


Tal fue el crecimiento de la oferta que supero a la demanda... y se produjo una gran sobrecapacidad que hundió los precios en el 2012. Provocado una gran crisis en el sector y arruinando a muchas empresas fotovoltaicas.
Pero las empresas mas eficientes consiguieron sobrevivir a base de aumentar sus producciones y recortar sus costes y en el 2013 siguieron bajando los precios a pesar de que los productores recuperaron sus margenes de beneficios.



Gracias al boom fotovoltaico español, seguido de la locura inversora China. Se consiguió que la evolución de los precios y potencias instaladas fuese mucho mas rápida que cualquier previsión.  De acuerdo a los modelos del proyecto PHOTEX no se esperaba que la fotovoltaica bajase de 1$/Wp hasta dentro de 2039 como muy pronto.


Estimaciones de la evolución del precio de los sistemas fotovoltaicos del Proyecto PHOTEX en el 2004.
Gracias a las primas españolas, el desarrollo de la fotovoltaica se ha adelantado unas 1 o 2 décadas. El beneficio económico de disponer de una alternativa mas barata que el petróleo varias décadas antes es astronomico. O al menos lo seria si en España si no fuéramos tan gilipollas.

Los beneficios de la existosa política de primas, son de tres tipos:

1) Disponer de una fuente de energia mas barata.
Ahora que hemos conseguido que la fotovoltaica sea barata.... no estamos instalando apenas nada.
El caso mas sangrante de este es las islas Canarias, que son famosas por su sol, donde la fotovoltaica solo genera el 3% mientras que mas del 30% de la energía se obtiene a partir de generadores diesel cuyo coste es mas del triple que la fotovoltaica.


¿Por que seguimos pagando energia cara cuando hemos logrado desarrollar una alternativa que cuesta la tercera parte?

2) Disponer de una fuerte industria fotovoltaica.
Ser pioneros en una nueva tecnologia, significa acumular mas experiencia que nadie. Lo que es una ventaja competitiva para nuestro sector fotovoltaico.
Por desgracia,  tampoco hemos aprovechado esta ventaja sino que hemos hundido todo el sector fotovoltaico. El 90% de las empresas fotovoltaicas españolas han quebrado.

3)Motivo de orgullo.
No todo en la vida es economía.
Conseguir desarrollar la energía fotovoltaica  ha sido un reto al menos tan difícil como ir a la Luna. Ha costado 4 veces mas que el programa Apollo  y sus beneficios para la humanidad son mucho mayores.
La participación de España en  este logro ha sido fundamental y es algo de lo que deberíamos sentirnos orgulloso. 
Pero somos tan gilipollas que ni siquiera aprovechamos este beneficio.  Y en lugar de sacar pecho y orgullecernos de las cosas hemos hecho bien y que han tenido éxito... Nos dedicamos a enmierdar nuestros logros, despreciarlos y ningunearlos.

sábado, 1 de febrero de 2014

Fotovoltaica a 36$/barril

¿Cuantos paneles fotovoltaicos podemos comprar con lo que cuesta un barril de petróleo?


Es fácil ver que esta respuesta ha variado mucho a lo largo del tiempo. Hace 35 años podías comprar menos de 1Wp con lo que costaba un barril de petróleo, mientras que actualmente puedes comprar 153Wp.
Potencia en Wp de paneles solares que se pueden comprar con el valor de 1 barril de petróleo

Un barril de petróleo contiene 5,75GJ de energía, que es la misma energía que producirían un panel fotovoltaico de 50W, trabajando 1600Horas anuales durante 20 años.

Así que  podemos considerar que 1barril equivale a 50Wp de paneles fotovoltaicos.

El precio de los paneles solares ha caído desde  200 a 36$/barril en solo 5 años.
 



lunes, 13 de enero de 2014

Plástico sin petróleo




La demanda de materiales plásticos esta creciendo muy rápidamente (mas de un 4% anual), pero la producción de petróleo esta estancada y previsiblemente comenzará a declinar en breve. Esto nos lleva a la pregunta:
¿Es posible producir plásticos sin utilizar petróleo?

 Para aquellos que tengan prisa o pocas ganas de leer este extenso articulo, se lo resumo brevemente:
 Lamentablemente, SI.

Si uno busca información sobre plásticos elaborados sin petróleo, encontrará fácilmente multitud de noticias sobre el desarrollo de nuevos tipos de plásticos fabricados a partir de diferentes materias primas: Productos vegetales, algas, cascaras de camarones o incluso moscas. 
Todas estas investigaciones, a pesar de que algunas son muy interesantes y prometedoras, no sirven para resolver el problema aquí planteado, por dos motivos. 

1) El volumen total a sustituir es enorme.
La producción total de plásticos es de 280Millones de toneladas y creciendo un 4% anual.  Las materias primas alternativas, están muy lejos de poder generar estas cantidades.  Por ejemplo, uno de los plásticos sin petróleo mas interesantes es el Poliácido Lactico o PLA ,que se obtiene a partir de almidón. Si se emplease toda la cosecha mundial de patatas(unas 300Mtn) a producir PLA apenas se conseguirían unos 20-30MTn

2) Existe una enorme variedad de plasticos:
Hay decenas de miles de aplicaciones distintas para los plasticos. No es lo mismo un cable, que las laminas de invernadero, una pieza de lego, una botella de agua, una jeringuilla.o una camiseta. En cada una de estas aplicaciones, se ha formulado un plástico especifico con una composición determinada, pero le proporciona unas propiedades adecuadas a la función que va a desempeñar. Adaptar los nuevos plásticos sin petróleo para las miles de aplicaciones de los plásticos seria una tarea enorme.

Pero existe otra alternativa, en lugar del buscar nuevos plásticos que no requieran petróleo para su fabricación, se puede buscar la manera de fabricar los mismo plásticos que con el petróleo... pero empleando otras materias primas. 
Aunque hay decenas de miles de plásticos diferentes, la síntesis de todos ellos pasa por unos pocos intermedios químico. Mas del 90% del plástico se obtiene a partir de etileno y propileno.

Propileno
Etileno


A partir del etileno se obtiene el monocloruro de vinilo, que luego formara el PVC.  También se utiliza en la síntesis del  Poliestireno PS y Poliesteres. Resumiendo, todo pasa por desarrollar formas alternativas de sintetizar Olefinas (etileno y propileno).
 
 Encontrar formas alternativas de producir Olefinas que no requiera  petróleo.. es sumamente fácil. Lo complicado es encontrar una alternativa que sea mas barata que la forma convencional.

Un reciente articulo analiza desde un punto de vista técnico y económico, el proceso de producción de olefinas a partir de carbon (CTO) comparandolo con el proceso convencional que emplea petróleo (OTO). Técnicamente el proceso CTO es mas complejo que el convencional OTO y sus costes de infraestructura, operación, mantenimiento, administración... son muy superiores.






Comparativa entre los dos procesos CTO(izquierda) y el OTO.
 Salta a la vista que emplear carbón resulta mucho mas complejo.

Pero como el precio de la materia prima es el principal coste, si se dispone de carbón barato los costes totales del proceso CTO son  mas bajos que el proceso convencional OTO.



Obviamente a medida que suba el precio del petróleo, mas rentable sera el proceso CTO frente al OTO.


El mayor inconveniente para el desarrollo CTO, no son los costes económicos... sino los medioambientales.
Producir 1tn de etileno requiere 6,6 tn de carbón. Produce el triple de emisiones de CO2 y consume 10 veces mas agua que utilizando petróleo.

Todo esto no es una mera especulación académica. China que se ha convertido en el primer productor de plásticos del mundo, planea suplir su creciente demanda de olefinas mediante plantas CTO
En el 2012 contaba con 4 plantas en funcionamiento y 30 plantas mas en proyecto con una capacidad total de 20Mtn, que estarían en funcionamiento antes del 2017  y unos 30Mtn antes del 2020.



Disponer de olefinas un 25%  mas baratas, permitirá a China arrasar el sector del plástico europeo, que ya se encuentra bastante tocado por la crisis económica.   Y es un sector que crea 1,6 millones de empleos directos y factura 320.000M€ anualmente.

En poco tiempo veremos como el lobby del plástico europeo, defenderá que se luche contra el efecto invernadero aumentando las tasas de emisión de CO2, presionando para que si firmen compromisos mas restrictivos o directamente aranceles al plástico de los países contaminantes.
 
La buena noticia es que en un par de años, una parte importante de los plásticos que utilicemos en nuestra vida cotidiana no procederán del petróleo. La mala noticia es que eso no es una buena noticia.