lunes, 24 de mayo de 2021

El rotundo éxito de la política energética Alemana

Un indicio de que la Energiewende Alemana  esta teniendo un gran éxito,  son los innumerables artículos, vídeos, o hilos de twitter  que intentan convencerte( o convencerse) de que esta fracasando.

En España se puede perdonar todo menos el éxito.. Si la política  energética Alemana hubiera fracasado, a nadie le interesaría, nadie se tomaría la molestia en intentar deslucir sus triunfos..


Pero no tiene sentido juzgar el éxito o fracaso de esta política en base a estos vagos indicios cuando hay una forma mucho mas sencilla,fiable y rotunda de hacerlo:Ver en que medida se han cumplido los objetivos fijados por esta ley.  En el momento de elaborar esta ley se definieron unos indicadores objetivos para evaluar la evolución.

Solo hay que revisarlos y ver si se han cumplido.
El objetivo principal era una reducción del 40% de las emisiones de CO2 en el 2020 y un 55% en el 2030.Lo que suponía bajar de de 749MTn CO2 en 2020 y 543MTn en el 2030.

En el 2020 emitieron 739MTnCO2, cumpliendo con el objetivo principal.


Se ha cumplido el objetivo principal de la ley, por la tanto la ley ha tenido éxito.
Pero podemos profundizar un poco en los objetivos parciales

La ley desglosaba los objetivos en diferentes objetivos parciales de reducción de emisiones por sectores. Electricidad, industria, transporte, edificios, agricultura, residuos:



Si los vemos con detalle, vemos que  todos se cumplieron. En todos los sectores, las emisiones del 2020 están por debajo de su objetivo(linea de puntos).
Éxito total. 
Tanto en su conjunto como de cada una de las partes.


No hay mas que añadir.  La política para reducir emisiones de CO2 redujo sus emisiones de CO2 que era lo que buscaba.. Por lo tanto  ha sido un éxito.

Como los críticos no pueden decir nada de estos rotundo e incuestionables hechos, empiezan con las especulaciones, con  las suposiciones.
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A partir de esta linea dejo de exponer los hechos objetivos y me dedico a comentar las especulaciones mas frecuentes de los críticos.

1)  Si no hubiera sido por el covid-19 no se hubiera cumplido el objetivo.

Quizás o quizás no. Con estas suposiciones nunca podemos estas seguros.

Viendo la evolución de los objetivos parciales vemos que eso podría ser cierto para  sectores como el transporte, que no estaba bajando y cayo mucho en el 2020 a raíz de los confinamientos.
Pero el sector de la electricidad llevaba bajando desde el 2014, y en el 2019 ya estaba muy por debajo de su objetivo. Y el efecto del covid en el consumo eléctrico ha sido menor que en el transporte.

No tiene sentido achacar al covid del cumplimento de este objetivo parcial, cuando ya se había cumplido ampliamente en el 2019.


2) Si no se hubieran cerrado las centrales nucleares, se habrían reducido mas las emisiones.

Esto es como  afirmar que el programa apolo fue un fracaso, porque "podría haber ido a Marte". el objetivo era ir a la luna y se fue.  No tiene sentido juzgar una política en basa a otros objetivos diferentes

Pero ademas es muy poco probable que se hubieran  podido reducir mas las emisiones manteniendo las centrales nucleares.

Esta suposición da por hecho que se habría seguido instalando la misma cantidad de renovables si no se hubieran cerrado las nucleares.

Lo  mas complicado a la hora de reducir las emisiones de CO2 en la generación eléctrica, no es aumentar la generación  sin emisiones, sino disminuir la generación con carbón.
El sector del carbón en Alemania mueve muchos millones de Euros y da trabajo a muchos Alemanes. No se puede eliminar un sector como este de la noche a la mañana.  Se ha programado desde hace una década su cierre escalonado,  hasta el 2038 y  sera necesario inyectar mas de 40.000M€ en planes de re conversión.



La ruta del abandono del carbón ya estaba marcada . 
Si no se hubieran cerrado las nucleares, simplemente se hubieran instalado menos renovables. Ya que  hubieran sido necesarias menos renovables para cumplir los objetivos.

3) Francia, Noruega , España o Suecia tienen emisiones mucho mas bajas.

Yo pesaba 120 kg,  gracia a una estricta dieta y ejercicio... conseguí bajar de peso a 90kg y mi objetivo es llega a 80kg el proximo año."

Pero los hatters critican" Vaya mierda de dieta... la vecina del 5º pesa 50 kg"

Cada país tiene su historia y circunstancias.
Francia NO emite menos CO2 que Alemania por tener nucleares, sino por consumir menos carbón.

Puede parecer lo mismo pero no lo es.  No adelgazas por comer mas Apio... sino por comer menos chocolate.  Pensar que todo el apio que comas va a remplazar el consumo de chocolate es una suposición arriesgada. No siempre es cierto. El apio puede añadirse en lugar de sustituir al chocolate.

Francia consume poco carbón simplemente porque tiene poco carbón. Su minería  y reservas son insignificantes comparadas con las de Alemania.  Por eso mucho antes de empezar a instalar nucleares ya consumía mucho menos carbón que Alemania.  Es la  falta de carbón lo que ha llevo a Francia  instala nucleares.No es que consuma poco carbón por tener nucleares... sino que tienen nucleares porque no tenia carbón.

Si Alemania tiene unas emisiones de CO2 altas, no es porque no tenga nucleares, sino porque consume carbón. Y consume carbón porque tiene enormes reservas de carbón barato,  una industria que lleva mas de un siglo fundamentada en el carbón y miles de personas que viven del carbón..  Y abandonarlo lleva tiempo y dinero.

Si  quieres ver la efectividad de la dietas, tienes que compararte con dietas que han seguido otros gordos, que estaban en tu misma situación... no con la adolescente del 5 que nunca ha pesado mas de 50kg.
Si comparamos la situación de Alemania con sus vecinos como Polonia o Republica Checa que también "adictos al carbón".Vemos que su intensidad de CO2 Sigue siendo mayor que la de Alemania.

La república Checa ha bajado dramáticamente sus emisiones de CO2 en los últimos años  instalando nucleares.  ¿La comparamos con las emisiones de Portugal para asegurar que  ha sido un fracaso?



miércoles, 27 de enero de 2021

La energía nuclear no salvará ni destruirá el planeta

 Esta muy generalizada la creencia de que la energía nuclear es como el anillo único:

 Un objeto mágico con un poder ilimitado, pero que puede encerrar grandes peligros.


Asistimos a un concilio interminable donde  los quieren usarla y los que quieren destruirla discuten agriamente. Los defensores afirmar que es un arma decisiva en la lucha contra el cambio climático y que no podemos prescindir de ella. Los detractores están convencidos de es que malvada, que es incontrolable y que únicamente destruyéndola estaremos a salvo.

Pero todos están equivocados. La energía nuclear NO es el anillo único de poder.  Sino el hacha de Gimli el Enano.  No es un arma mágica todopoderosa, sino un arma común que  bien utilizada resulta muy útil para abatir orcos.  Pero no es un arma decisiva, ni imprescindible que vaya a determinar el destino de no la guerra. El hacha de Gimli no va a salvar ni a destruir el planeta. Su poder es limitado



El poder de la energía nuclear también es muy limitado, por lo que su efecto sobre el planeta también  es limitado. En el 2003 un equipo interdisciplinar del MIT se planteo el futuro de la energía nuclear en el relación a la lucha contra el cambio climático.

Plantearon un ambicioso escenario en el que se alcanzaban los 1000GW de potencia nuclear  instalada en el 2050.  Lo que supone añadir 20GW de potencia nuclear al año. Esto es sin duda ambicioso pero realista, es técnicamente viable conseguirlo. Suponiendo que estas nueva potencia nuclear desplaza la generación con carbón, se reducirían las emisiones de CO2 en 1,8Gigatoneladas anuales. 

Sin duda son muchos orcos en la cuenta de Gimli. pero una cantidad insignificante cuando se observa el grueso de los ejércitos de Sauron.


La energía nuclear solo reduciría 1,8GTn de las mas de 30GTn de CO2 que estas emitiendo. Es decir, un 6%. Pero este escenario que planteaba el MIT en el 2003 no se esta cumpliendo. En los primeros 20años del siglo tendrían que haberse conectado 400GW de potencia... y solo lo han hecho 80GW.
Se instala a un ritmo mucho mas lento de lo estimado.   Así que la reducción de la nuclear se quedará en un 1%. Si hubiera un imprevisto e improbable cambio de políticas y se apostase fuertemente por la nuclear, podría lograrse unas reducciones del 3%.  Pero no parece que vaya a ocurrir.

A la vista de los datos, resulta dolorosamente evidente que la energía nuclear no va a salvar el planeta, que no es decisiva, que no es imprescindible.  Pero que no sea decisiva, no es una razón para renunciar a ella.  Por pequeña que sea su aportación resulta útil. Los 42 orcos abatidos en el abismo de Helm no decidieron la batalla, pero ayudaron. 

El problema, o mejor dicho el incordio, es que el enano es un bocas. Se cree que el hacha es mágica y todopoderosa y que salvará la tierra media, que es imprescindible. Piensa que sin él los jinetes de Rohan, los hombres de Gondor o los  Elfos de Lorien estarían perdidos. "Vale, acepto que vuestras flechitas y espadicas no están mal y son útiles… pero mi hacha es imprescindible. Sin mi hacha estaríais bien jodidos.""Gandal es un ignorante que tiene un miedo irracional al poder de mi hacha, si me hubiera dejado, yo hubiera acabado con el Badog en un momento" 

Resulta pesado escuchar al enano jactarse constantemente de su gran poder, ningunear los logros de los demás guerreros. Y sobretodo que considere un ignorante o un cobarde a todo aquel que ponga en duda que su hacha va a salvarnos.

No soy antinuclear. Y considero que la nuclear resulta útil en ciertas circunstancias. Creo que es útil contra el cambio climático que China este construyendo nucleares a buen ritmo. Y que en Europa han resultado útiles las que tenemos y todavía podrán serlo unos pocos años mas.
Pero me cansa el discurso arrogante de los enanos pronucleares, que la única solución es instalar mas nucleares y que si no estamos instalando nucleares a cascoporro es que somos unos ignorantes, irracionales que nos acojona lo que desconocemos.   
También me aburre el discurso de los ignorantes irracionales que les acojona la energía nuclear porque la desconocen... que también hay muchos.




























viernes, 8 de enero de 2021

Curvas monótonas de generación apiladas.


Resulta difícil responder a un tema tan complejo, a base de tweets, por eso recurro al blog que tengo tan olvidado.

El tweet de Fernandes Ordoñez se refiere a la situación del sistema eléctrico español el 7 de enero a las 16:00


Estos datos  solo son validos para la cuatro de la tarde del 7 de enero del 2021. No se pueden  extraer conclusiones generales sobre el sistema electrico a partir de una situación puntual que no es representativa.


No se puede conocer o entender la realidad del sistema eléctrico,  a partir de una situación puntual. y menos aun cuando esta es poco frecuente. Es  necesario ver el sistema eléctrico de manera global y no solo en un instante concreto. Hay que analizar el sistema en un periodo largo de tiempo,  por lo menos en un año.

Esto es complejo porque hay que tener en cuenta miles de datos.  ¿Como mostrar toda esa cantidad de información de manera que sea digerible?

Después de darle muchas vueltas, la mejor forma que he encontrado para visualizar la realidad del sistema eléctrico es  mediante curvas monótonas de generación apiladas.

Las curvas monótonas de carga recoge como se ha generado la electricidad en todas y cada una de las horas del año, ordenándolas de mayor a menor demanda.




El problema de estas curvas es que son muy ruidosas y no se aprecia bien el desglose.
Se puede aplicar a cada tecnologia, calculando el porcentaje de la demanda para cada una de las horas del año y ordenándolas de mayor a menor.

Por ejemplo:


Aqui el porcentaje de eólica  respecto a la demanda total de las  8784 horas del 2020 ordenadas de mayor a menor. En el record de participación la eolica genero el 70,22% de la demanda. Esta participación va bajando hasta las 0,89% en la hora con menos participación eólica.

Se puede hacer una curva similar para cada tecnologia.


 Algunas tecnologías como la hidráulica o los intercambios puede tener valores negativos.( Bombeos o exportación de electricidad)

Para mostrar como se combinan estas fuentes de energia para cubrir la demanda, se utiliza el apilamiento de estas curvas. Si tenemos 4 curvas A, B, C y D, representamos las curvas monotonas de:
A
A+B
A+B+C
A+B+C+D

Para simplificar he agrupado las diferentes tecnologias en:
Nuclear
Renovables( Eolica, Fotovoltaica,Solar termica, termica renovable)
Hidraulica 
Termica( Carbon, Ciclo combinado, Cogeneracion y resto)

Y en lugar de representarlo frente a las horas, lo he representado frente al porcentaje del tiempo. Para obtener esta grafica:



Esta gráfica muestra información de todo el 2020.  Las áreas de los diferentes colores son proporcionales a la participación de cada tecnología.

A la izquierda están las horas en las que la mayor parte de la demanda se cubría con fuente libres de CO2 y a medida que avanza hacia la derecha hay menos generación renovable y nuclear y mas fósiles.

A la izquierda del todo, vemos los momentos como al que se refiere tweet, como poca generación renovable que lleva a un gran consumo de  fósiles.
En la hora de 2020 como mayor participación térmica se alcanzo el 55,80%.  Es cuando las ciclos combinados queman "gas como locos".

Pero esto no es un problema, no es un fracaso de las renovables  como se sugiere.  El objetivo de las renovables se reducir las emisiones totales de CO2.  Es decir, reducir el area gris de esta grafica.
Esa inmensa area verde esta remplazando al area gris. Si no tuviéramos esa generacion renovable tendríamos que recurrir a  gas o carbon. 
Pensar que las renovables no valen para nada, porque en el extremo de la gráfica se utiliza gran cantidad de gas es un error.

Tambien el area amarilla Nuclear, esta remplazan al gris y reduciendo las emisiones de CO2.

¿Como reducir las emisiones de CO2? ¿Como ir reduciendo el area gris?

Pues los planes que estan en marcha es seguir instalando renovables, El area verde se seguira extendiendo  reduciendo el area gris.

Aqui mucha gente considera que el problema esta a la derecha seguir desplazar los fosiles cuando  hay poco viento o sol.
Pero el problema que limita el desarrollo de las renovables  y dificulta la reduccion del consumo de fosiles esta a la izquierda.
A la izquierda la mancha verde se expande mas rápido. y llega un momento en el que la generacion renovable supera la demandada total. Se genera mas electricidad de la que se puede consumir, por lo que sobra. Esto reduce los rendimientos y rentabilidades de las fuentes de energia. Lo que limita su expansión. 

Y es a la izquierda donde surge en enfrentamiento con las renovables.
Los defensores de las nucleares  afirman que las nucleares   pueden colaborar con las renovables para reducir las emisiones.   Por que las nucleares pueden generar cuando no hay viento ni sol. (
A la derecha de la gráfica)
Pero el problema esta a la izquierda, cuando hay mucho viento y sol. Cuando hay energía de renovable de sobra. ¿Entonces apagamos las nucleares?

Si, es cierto que las nucleares son  útiles a la derecha de la gráfica, pero dejan de ser necesarias a la izquierda.  No tiene sentido mantener una central nuclear para utilizarla solo  2000 Horas anuales.

La expansión de la mancha verde a la izquierda de esta gráfica, ira  reduciendo las horas de utilización de la nuclear erosionando su rentabilidad hasta hacerla inviable.  Y esto va a ser mas rápido de lo que muchos esperan, antes del 2030.






viernes, 23 de febrero de 2018

Alternativas a la Tasa de Retorno Energetico.



La sociedad consume una serie de servicios, (transporte, comida , calefacción) ,para obtener estos servicios se necesita energía que proviene de combustibles fósiles, nucleares y renovables.


 

El problema que se plantea es determinar si tendremos suficiente energía para poder mantener este tinglado o si todo esto se vendrá a bajo por falta de energia.

Lo llamamos energía pero realmente es potencia.


Hay una cuestión importante antes de seguir. Aunque se suele hablar de energía, realmente es potencia. La potencia es un flujo de energía. Poniendo un símil. Una bañera contienen un volumen de agua, Una ducha proporciona un flujo o caudal de agua, es decir cierto volumen de agua por unidad de tiempo. La bañera es “energía”, la ducha es ”potencia”

Los diagramas de flujo como el anterior muestran potencias, no energías. Las unidades son engañosas ya que estan en Julios que son unidades de energía. Pero se esta refiriendo a la energía consumida durante un año, es decir julios/año. Esto es una potencia, y lo mas correcto seria expresarlo en W.

Cuando se dice que el consumo de petroleo es de 3000Mtn, se refiere al consumo anual. Otra forma de expresarlo es en mbd. Esto son millones de barriles dia, es decir potencia.

Solo las reservas de combustibles fosiles son energías, todo lo demás son flujos de energía y por lo tanto potencias.


Diagrama demasiado simplificado: Recirculaciones


Aunque parezca muy confuso este diagrama es muy simple, ya que todos los flujos van en un unico sentido. Todos los flujos van desde las fuentes a los servicios. Por lo que calcular si se dispone de potencia suficiente es muy sencillo, solo habría que ver cuanta potencia requieren los servicios, calcular cuanta potencia primaria se requiere y determinar si las fuentes pueden proporcionarla.

Desgraciadamente las cosas no son tan simples como muestra este grafico. En la realidad, hay flujos de energia que fluyen en sentido contrario y que son imprescindibles para mantener los flujo de las fuentes a los servicios.
Para que el petroleo fluya hasta los depositos de los coches, es necesario que exista un flujo de energia en direccion contraria que permita la extraccion, transporte , refino, distribucion etc etc.

Este diagrama esta muy simplificado y solo representa los flujos que van desde las fuentes a los servicios pero hay flujos de energía que vuelven hacia atrás. Estas recirculaciones que complican enormemente el sistema.




En este diagrama los fujos 2 y 3  son recirculaciones: flujos de energia que circulan en sentido contrario.


La TRE no es una herramienta valida para estudiar las recirculaciones.


Seguramente a los lectores habreis pensado inmediatamente en la famosa TRE.
La TRE ha sido el primer  y unico intento de estudiar las recirculaciones. Tanto es asi, que se suele confundir o equiparar la TRE con las recirculaciones.

Son cosas diferentes. La recirculación es una realidad fisica y la TRE es un parametro con el que se pretende caracterizar esa realidad. No son lo mismo.

Creo que esto se entenderá mejor con un simil tonto:

Se me ha roto la tostadora y quiero arreglarla. Para ello tengo que desmontar la carcasa que esta unida con 4 tornillos de estrella.
Para desatornillar estos tornillos me he comprado un martillo y me he paso la tarde entera intentado desatornillar los tornillos con el martillo, sin obtener ningún resultado. Mi esposa que cuando me ha visto en esta penosa tarea me ha dicho " Olvidate del martillo que no te esta ayudando de nada".
A lo que he respondido contrariado: "El martillo es muy importante y fundamental para poder arreglar la tostadora. Si no quitamos los tornillos es imposible  acceder al interior. El problema es que el martillo es una herramienta muy compleja y esquiva, pero es muy importante y fundamental".

Estoy confundiendo el problema al que me enfrento, "Desatornillar los tornillos" con la herramienta por la que pretendo solucionar ese problema: "El martillo". Que sea muy importante quitar los tornillos no significa que el martillo sea una herramienta adecuada.

Lo mismo ocurre con el retorno energético. Se confunde el problema que queremos estudiar, con la herramienta pensada para estudiarlo.

El problema que es que para generar energía se necesita consumir energía y esto en algunas circunstancias puede suponer una limitación o impedimento para la generación de energía. Y lo que queremos saber es cuando la energía consumida en la generación energética supone una limitación y cuando no.
Se intenta quitar este tornillo, con el martillo TRE. El martillo TRE, nos deberia indicar si una fuente de energia es inviable debido a su consumo energetico o no. Estaría bien se pudiera obtener un valor de TRE que nos dijera inequívocamente la viabilidad de la tecnología. Pero no hace eso. Entre otras cosas porque el retorno energético es un problema demasiado complejo como para pretender caracterizarlo con un único parámetro. La TRE es una herramienta que no funciona para el objetivo que se había pensado. No porque sea una herramienta esquiva y resbaladiza o no sepamos utilizarla sino porque conceptualmente esta mal planteada.

Llevamos mas de una década intentado quitar esos dichosos tornillos a martillazos sin ningún resultado, y va siendo hora de plantearse que hay que olvidarse del martillo y buscar otra herramienta que sea mas adecuada.

En mi opinión el concepto de TRE ha tenido un aspecto positivo que es poner en foco en la importancia de la recirculación. Pero el parámetro en si, esta mal planteado, no ha aportado nada y ha ocasionado confusión, desinformación al tiempo que ha consumido gran cantidad de tiempo y energía en debates y análisis que no han llegado a ninguna parte.
No ha ayudado a profundizar en el conocimiento del problema energético y sino todo lo contrario a mostrado una realidad distorsionada y erronea. Se ha utilizado para negar evidencias y justificar prejuicios.
Creo que el balance global ha sido sumamente negativo. Y considero que la TRE ha resultado ser un arma de desinformación masiva y por lo tanto urge su erradicación.

Inconvenientes y limitaciones de la TRE

La TRE o Tasa de Retorno Energético, es un intento de estudia estas recirculaciones.
Tiene la ventaja de que resulta muy simple. Lo que es útil para explicar y poder entender de manera intuitiva el problema de las recirculaciones. Pero tiene muchas pegas por lo que la hacen completamente inútil mas allá de ese aspecto didáctico.

Como su propio nombre indica la tasa de retorno energético, se refiere a energía no potencia. No trata con flujos. Aunque en muchas ocasiones se confunden potencias con energías, y se suelen representar la TRE en diagramas de flujo, no es lo mismo.

Siguiendo con el simil la TRE nos dice que si gastamos 1 cubo de agua, obtendremos 10 cubos de agua. Pero ¿En cuanto tiempo?
Este problema lo explico muy bien Pedro Prieto con esta grafica.



La energía requerida se consume varios años antes de la puesta en marca de la instalación mientras que la producida se obtiene durante varias décadas después de instalarse.

Pero ademas hay otra cuestión de difícil solución ¿Que cantidades de energía incluimos en el?
Hasta donde nos remontamos a la hora de considerar los costes energéticos. Hay un numero ilimitado de costes energeticos “Sine cua non”.

Alternativas a la TRE.


Aunque parezca una perogrullada, la manera mas sencilla y conveniente de estudiar las recirculaciones de las potencias, es hacerlo en terminos de potencia. No en terminos de energia total.

Es decir,  determina en un momento cual es la relaciones entre las potencias.

Supongamos un caso muy simplificado.

 

Tenemos una fuente de energia( Petroleo, Carbon, Sol, viento) y un proceso que la extrae.(Pozo,mina, planel, aerogenerador). Este proceso produce un flujo de energia o potencia bruta PB, parte de esa potencia lo utiliza la sociedad ; potencia neta PN y parte se recircula para la instalación operación y mantenimiento de esa fuente; Potencia recirculada

Si calculamos el cociente entre la PB y PR ¿Que obtenemos?
Lo mas complicado de todo el articulo es comprender que este ratio no es la TRE.

PB / PR  ≠ TRE

La TRE es el cociente entre la energia total proporcionada por el proceso a lo largo de toda su vida util, dividido entre toda la energia consumida por dicho proceso.

El ratio PB /PR es la relaciona entre las potencias en un momento determinado.

La TRE es la relacion entre la energia requerida (energia total consumida o producida en toda la vida de la fuente de energía)Y esto es el cociente entre la potencia bruta y la potencia recirculada.( potencias en un instante concreto)

La TRE es un valor intrinseco del proceso. En cociente PB/PR es un valor que podemos decir  arbitrariamente. Es posible no recircular nada o recircular toda la potencia generada. No es algo característico de la fuente de energia, no depende del proceso de generación.
Es importante entender esta diferencia, ya que de lo contrario será difícil entender el resto.

Que un yacimiento petrolífero tenga una TRE=10 significa que la energía total extraída del pozo en toda su vida, sera diez veces la energía total invertida en su construcción, operación y mantenimiento. El valor de la TRE dependerá de las características geológicas del yacimiento, de la cantidad y composición del petroleo y de la tecnología de extracción.( y también de como definamos y calculemos la TRE)

Pongamos que en un momento dado ese yacimiento produce un flujo de energía de 10.000barriles/dia. Se podría destinar este flujo de energía a abrir nuevos yacimientos o usarlo en el transporte por carretera. Se puede decidir a que lo destinamos. Da igual como de fácil o difícil haya sido producir esos 10.000barriles, ahora que lo tenemos podemos destinarlos a lo que queramos. Esta decisión que puede ser mas o menos acertada... podríamos no recircular nada de petroleo y prenderle fuego según lo vamos sacando de los pozos. En ese caso conseguiríamos un PB/PR = infinito. O podriamos dedicar absolutamente todo el petroleo que hemos obtenido a construir nuevos pozos, en ese caso tenemos PB/PR=1.

El PB/PR no depende de la tecnologia empleada, ni de las caracteristicas del yacimiento, ni de la calidad del petroleo, ni de ninguna otra cosa. No es una variable que defina o describa la naturaleza de la fuente de energia, sino un parametro de diseño que podemos fijar arbitrariamente.

En resumen, el cociente PB/PR no es una caracteristica de la fuente de energia, sino que es fruto de una decisión.


Hemos tenido larguisimas discusiones sobre el valor de la TRE. Estas discusiones no tienen sentido en el caso del ratio PB/PR.  Ya que este puede tomar cualquier  valor.

 Las decisiones tienen consecuencias.


 Podemos elegir arbitrariamente el ratio PB/PR. Pero nuestra decision, afectará a las potencias obtenidas en los momentos posteriores. Cuanta mas potencia recirculemos, es decir, destinemos a crear nuevas instalaciones energeticas, mas potencia bruta obtendremos en un futuro.

Un agricultor decide que porcentaje de su cosecha la destina a sembrar la siguiente cosecha. En principio puede no destinar nada o puede destinar toda la cosecha a sembrar la siguiente.
Obviamente su decisión afectará a la cosecha del año siguiente.

Curvas crecimiento vs recirculación


Veamos la situación del petroleo.
En la siguiente gráfica se muestra la situación del petroleo para el 2014. Ese año se produjeron un total de 4230 MTEP, un 15% del total, unos 650MTEP se recircularon para abrir nuevos yacimientos y dar operación y mantenimiento a los existentes. Estas acciones permitieron aumentar la producción en 120MTEP llegando a 4350MTEP en el 2015.



 

La curva azul nos muestra la variacion o crecimiento de la potencia,  en función del ratio de recirculación. Si no hubieramos recirculado nada.Es decir, si no se hubiera invertido nada en construir nuevos yacimientos, la producción hubiera caido en 200MTEP.
 Para mantener la producción constante, hubiera sido necesario recircular 250MTEP.   Recirculando 600MTEP, se ha logrado aumentar la potencia bruta del año siguiente.

La curva tiene forma logaritmica, y cumple la ley de los rendimientos decrecientes.

Pero esta curva solo describe la situación en un instante dado en este caso 2014. Esta curva ira variando con el tiempo a medida que se vayan agotando los yacimientos.


La curva ira bajando con el tiempo, de manera que cada es necesario recircular mas potencia para conseguir crecer o mantenerse.

Para mantener un crecimiento 0 en la curva azul, bastaba recircular 250MTEP, para mantener el crecimiento 0 con la curva granate se necesita recircular 2000MTEP.

Lo que interesa a la sociedad, es obtener la mayor cantidad de potencia neta. Por lo que resulta mas conveniente recircular 1000Mtep  y que se reduzca la potencia bruta al año siguiente en 100Mtep, a tener que recircular 2000Mtep para evitar esta reduccion de 100Mtep.

Por eso graficas como la siguiente no son realistas

En el 2030, estarian recirculando el 90% de la potencia, ¿Para que? ¿Para amortiguar las tasas de decrecimiento de la potencia bruta?
Estarian destinando casi todo el petroleo disponible en ese momento en mantener unas instalaciones que apenas van aportar petroleo en un futuro.


Ratio de crecimiento autosostenido

 Otro parametro interesante es el Ratio de crecimiento autosostenido.
Volviendo a la curva de crecimiento vs recirculación, si recirculamos toda la energia que estamos producciendo. ¿Cuanto creceremos?

Supongamos que tenemos un pozo petrolifero y destinamos todo el petroleo que nos proprociona, a producir nuevos pozos petroliferos, que volvemos a destinar a producir mas y mas pozos.
Es decir, no destinamos nada a la sociedad todo lo recirculamos.

La velocidad a la que creceria la produccion bruta de petroleo, es el RCA o ratio de crecimiento autosostenido.

Esta no se mantiene constante, sino que depende de la abundancia del recurso, su facilidad de extraccion y la tecnologia disponible.
Inicialmente cuando habia grandes yacimientos de petroleo por explotar, el RCA era muy elevado, a medida que se va explotando este va disminuyendo.  Llegara un punto en el que este sea cero.
Aunque se recirculara todo lo que produce, no se evitaria el declive.  Y a partir de hay el RCA seria negativo.

La fotovoltaica ha seguido el camino inverso. Inicialmente tenia un RCA muy bajo(probablemente negativo), y a medida que ha ido mejorando la tecnologia y abaratandose, ha ido aumentado el RCA. En algun momento se cruzó con  el de los combustibles fosiles y ahora es mayor.


Crecimiento autosostenido Vs crecimiento real
Se puede comparar el RCA en un monento dado, con el crecimiento real.
Si son iguales, significa que se esta recirculando toda el flujo de energia producido, por lo que no hay energia neta para la sociedad.
Si el crecimiento real es menor que el RCA significa que solo se recircula una parte y hay un flujo de energia neta hacia la sociedad.

Y por ultimo, si el crecimiento real es superior al RCA significa que el flujo de energia que se recircula es superior al que produce, es decir que hay un flujo de energia de la sociedad a la fuente. O dicho de otro modo, que es un sumidero de potencia.


RCA Vs TRE

La TRE no permite determina si una energia es una fuente o un sumidero.
Es decir si flujo neto de energia es de la fuente a la sociedad o de la sociedad a la fuente.

Falla porque no tiene en cuenta el aspecto temporal y esta definida en terminos de energia y no como potencia.

 Lo que define la direccion del flujo de energia no es la TRE sino el RCA.

Una fuente con un TRE elevado sera un sumidero si crece lo suficientemente rapido. Y al reves, una fuente con un TRE muy baja(ncluso menor que la unidad), puede proporcionar un flujo de energia neta a la sociedad  si decrece .


 





jueves, 11 de enero de 2018

La paradoja de la vida util de los paneles solares: O como lo barato sale barato

En el desarrollo de la energia fotovoltaia se dan muchas paradojas interesantes, una de ellas es la relacionada con la vida util.

Supongamos que estamos en el 2007  y quisieramos comprar paneles solares, nos ofrecen dos tipos de paneles diferentes

Panel A:
Precio 5€/Wp
Vida util :30 años

Panel B:
Precio  4€/Wp
Vida util:10 años.

¿Que panel  hubieras comprado?

Seguramente hubieras optado por el A, ya que aunque el B sea un poco mas barato dura solo la tercera parte del tiempo.  Si hubieras optado por el B, ahora habria llegado al final de su vida util y ya te habrias quedado sin el.. Pero  todabia podras disfrutar del panel A hasta el 2037. Asi que parece claro que la opcion A es mejor y que se cumple la maxima de que lo barato sale caro.
Pero un momento...El panel B era mas barato, te hubieras ahorrado un euro. Como el precio de los paneles ha caido en picado, en la actualidad podrias comprar 3Wp de paneles solares, con ese euro.

Es decir... que ahora dispondrias de 3Wp de panels solares, el triple que con los paneles A.
Asi que aunque suene  paradojico y en contra de lo que parece se sentido comun... la mejor opcion fue comprar el panel B.
Es la paradoja de la vida util, que indica que la vida util de los panels solares es irrelevante. No merece la pena pagar un 25% mas para aumentar la vida util en un 200%.

Esta paradoja es una consecuencia de la Ley de Swanson. Como los costes de la fotovoltaica esta cayendo tan rapidamente, la vida util deja de ser relevante, ya que el coste de remplazar los paneles solares en el futuro será mucho mas bajo que el coste actual.

Ante esta situacioón, seguramente os estareis planteando que lo mejor seria no invertir en fotovoltaica.  Si no hubieras instado ninguno de los paneles y te hubieras guardado los 5€, ahora podrias comprar con ellos 15Wp de paneles.
Es cierto, ...Pero si todo el mundo hubiera hecho lo mismo, no se hubiera avanzado en la ley de swanson y los paneles seguirian costando 5€/Wp.
En los ultimos años, en el sector fotovoltaica solo ha tenido importancia el precio.  La lucha  y la competencia ha sido  bajar el precio de los paneles a toda costa. Y la longevidad de los paneles era algo muy secundario o directamente insignificante.   Los paneles solares ya son lo suficientemente duraderos, por lo que interesa poco mejorar en este sentido.

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Esto se entiende aun  peor si se utiliza en terminos de energia. Si los paneles duran la  tercera parte, generaran durante su vida util la tercera parte de la energia.... y  su TRE sera la tercera parte.
Como la vida util es poco relevante... la TRE tambien lo será.  Aunque la TRE de los paneles caros sera el triple que la de los baratos, la mejor opción son los baratos.
Por eso aunque a algunos expertos en temas energeticos, le dan una extraordinaria importancia a la TRE y la vida util. Estos parametros no son relevantes en el sector. Ni a los compradores ni a los fabricantes les importan. Lo que les interesa son los precios y costes economicos. Resulta irrelevante si los paneles duran 10 o 30 años o si su TRE es  3 ó  9.






martes, 19 de diciembre de 2017

La trampa fotovoltaica



El sector fotovoltaico ha experimentado un cremiento espectacular, que ha superado todas las previsiones que se han ido realizado en las ultimas decadas.



Pero no solo las previsiones de la AIE han fallado extrepitosamente, tambien la de organismos pro-renovables como las de Greenpeace o la EPIA, se han quedado muy cortas.

¿A que se debe este crecimiento espectacular?

En mi opinión, la clave del crecimiento se encuentra en  "la trampa fotovoltaica" una paradoja financiera que atrapa a los inversores y les obliga a seguir invirtiendo mas y mas dinero.

Imagina que eres un inversor y te proponen un excelente negocio.
Con una inversion de 10 M€ puedes construir una empresa fotovoltacia con capacidad de producir 1MWp de paneles solares. Los parametros economicos son espectaculares y garantizan un retorno de un 20% anual.
Asi que metes tu dinero con la espectativa de forrate. Se cumple todo lo prometido, se construye la planta,  se fabrican los paneles, se vende con buenos margenes y se obtienes un beneficio de 2M€ como estaba previsto
 Viendo que es un gran negocio, decides reinvertir todos los beneficios y nuevo capital en ampliar el negocio. Esta ampliacion tambien tiene exito, y ya tienes una planta que produce 3MWp en la que has invertido un total de 20M€,  y sigue dando una rentabilidad del 20%. Asi que inviertes los beneficios y 10M€ mas en ampliar la producion hasta los 6MWp.

Asi sigues invirtiendo año tras años dinero en este negocio tan rentable  que te aporta tantos beneficios y despues de una decada has invertido 100M€ y tienes una enorme y rentable empresa que produce  100MWp de paneles cada año.
Una historia de gran exito... has conseguido multiplicar por 100 la produccion inicial, y reducir enormemente los costes de produción.
Asi que decides  recoger los frutos de tu inversión. Esta vez no  aportas nuevo capital, ni reinviertes los beneficios obtenidos.  Al año siguiente, descubres horrorizado que tu flamante empresa a quebrado. Los 100M€ que invertiste se han esfumado . Lo has perdido todo.

Si el negocio era rentable, si daba grandes beneficios año tras años.¿Como lo has podido perder todo en un año? ¿A donde se ha ido el dinero invertido?¿ y los beneficios?

Lo paradojico del asunto es que el negocio solo es rentable mientras sigas creciendo y el crecimiento requiere un aporte externo de capital.  Si deja de crecer la empresa deja de ser rentable, quiebra y se pierde todo lo invertido hasta la fecha.
Asi que aunque estes obteniendo beneficios, el inversor  no los puede disfrita porque esta obligado a reinvertirlos ( hunto con  capital extra) para evitar perderlo todo.

En resumidas cuentas... es muy rentable, muy beneficioso... pero cada año te cuesta 10M€. Todas las inversiones y todos los beneficios obtenidos, se destinan a crecer. La empresa cada vez es mas grande y produce mayor cantidad de paneles solares.

Asi que el inversor solo tiene dos opciones... o seguir metiendo dinero  o perderlo todo.

¿Por que ocurre esto?
Es una consecuencia de la Ley de Swanson.


Si, para los tecnoptimistas esta ley mola. El crecimiento, la reduccion constante del precio... mola.
Pero para los fabricantes de paneles esta grafica les debe parecer un infierno. Les obliga a estar constantemente fabricando mas por menos.

Como el precio de los paneles solares dentro de 1 año va a ser un 20% menor, si no haces nuevas inversiones para aumentar la produccion, veas como se reducen tus ingresos en un 20%,  mientras tus costes se mantienen.... tus margenes se esfuman y entras en quiebra.
La unica manera de evitar la quiebra es reducir los costes de produción en la misma medida que se reduce el precio. Esto requiere nuevas inversiones.
Es una carrera contra las otras empresas fotovoltaicas por crecer. Los que crezca mas deprisa obtiene mayores beneficios, los que crezcan mas despacio entran en perdidas y quiebran.
Para obtener beneficios se necesita crecer mucho y para eso no solo es necesario reinvertir los beneficios, tambien necesita nuevas inyecciones de capital exterior.

Para evitar perderlo todo, hay que crecer y ademas hacerlo mas rapido que el resto. Pero por la ley de Swanson, este crecimiento causa una nueva caida en los precios... a la que solo se puede sobrevivir reduciendo los costes a base de crecer aun mas.  Una vez que los inversores cayeron en la trampa en el 2008, se han visto obligados a crecer año tras año. Muchos no han podido seguir el ritmo y han quebrado.( En el 2011 quebró el 80% de las empresas)


La producción de paneles ha experimentando un crecimiento promedio del 45%  en la ultima decada. Este crecimiento no se puede mantener de manera indefinida.  Tarde o temprano se topará con algun factor que limite el crecimiento. Y ese factor es la demanda. Aunque nuestra sociedad consuma mucha energia,  la demanda de energia tiene un limite. Ese limite parece muy lejano, pero creciendo con un 45% anual ese limite se alcanzará mucho antes de lo que parece. Problemente antes del 2025.
Esto supone el fin de la carrera solar. Pero ahora  que los fabricantes ven  la meta, la carrera se recrudece. En el podium solo hay espacio para los primeros. Cuando se cruce la linea de meta y no se pueda seguir avanzando, la unica manera de crecer sera a costa del otras empresas. La competencia se recrudecera aun mas.   Se acabo esta etapa de aparente tranquilidad, ahora llega el sprint final, en el que hay que darlo todo. No hay limites, no hay piedad, solo puede quedar uno.........La lucha ya era brutal y encarnizada, pero ahora lo será aun mas.

Todas las empresas estan invirtiendo todo lo que pueden para aumentar al maximo su produccion. No hay marca atras, la unica salida de la trampa es hacia delante y solo escaparan los primeros que lleguen. Los demas lo perderan todo.






miércoles, 7 de diciembre de 2016

El cenit de la deforestación

El apocaliptico Pedro Prieto, ha escrito un largo y literiario articulo en el que relata que estamos viviendo el apocalipsis.

El articulo comienza con una invitacion:
Invitamos a los que siguen siendo negacionistas y cargan contra los que consideran apocalípticos por denunciar los destrozos y el agotamiento del planeta, pensando en que nos excedemos en la dimensión de los desastres existentes, a que tomen un Apocalipsis (es un libro muy corto, se lee en una hora) y cotejen algunos pasajes de los que les vamos a mostrar aquí, por si piensan que les engañamos:

Yo no soy negacionista. Es evidente que existe muchos y muy graves problemas medioambientales, creo que es absurdo e irresponsable negarlo. Sin embargo, estoy convencido de que "los apocalipticos se exceden en la dimension de los desastres existentes", asi que acepto la invitación.


[Apocalipsis, 8, 7-12.] (Visión de las trompetas. Las cuatro primeras trompetas.) 7. Tocó, pues, el primer ángel la trompeta; y fueron hechos granizo y fuego, mezclados con sangre, y descargó sobre la tierra, con lo que la tercera parte de la tierra se abrasó, y con ella se quemó la tercera parte de los árboles, y toda la tierra verde.
Hoy ya hemos hecho desaparecer más de la mitad de los bosques y selvas del planeta. Los desiertos avanzaban de forma terrorífica. La lluvia ácida ha destruido ya un tercio de los bosques de Europa. Las evidencias son abrumadoras y variadas. Desde hace tiempo y progresando a una velocidad alarmante.
Parece que el primer ángel ya había pasado con largueza y que las personas no se habían dado cuenta. O no les importaba. Empezaba a ver que lo de San Juan, que en tiempos debió asustar a muchos, no era una predicción más o menos irrisoria, sino un hecho consumado. Pero la Humanidad parecía haber ignorado olímpicamente al ángel trompetista y haber digerido sin espanto la profecía cumplida.

Creo que esto es un claro ejemplo de como los apocalipticos se exceden en la dimension de los desastres existentes. Prieto  varias citas y fotos para justificar su postura. Me quedo solo con la primera, por no alargar esto demasiado.

“Los bosques del planeta se han reducido en un 55% de su extensión original”. “Cada año, se destruye una superficie de bosques equivalente al 1% del total de los bosques del planeta”
Edward O. Wilson. “La biodiversidad, amenazada”, Revista Investigación y Ciencia. Noviembre de 1989.


Lo primero que me llama la atención son las fechas de las citas. (1989, 1975, 1989, 1999) . Todas son del siglo pasado. Si hace 3 decadas ya nos habiamos cargado mas de la mitad de los bosques... en la actualidad ya no deberia quedar bosques...  ya que la deforestacion esta "progresando a una velocidad alarmante" ¿No creen?

Asi que he buscado datos mas actuales, para ver si queda algun bosque en alguna parte.

Algunas estimaciones sugieren que la superficie forestal mundial ha disminuido unos 1.800 millones de hectáreas en los últimos 5.000 años (un descenso equivalente a aproximadamente el 50 % de la superficie forestal total actual).

La superficie forestal mundial se redujo 129 millones de hectáreas (un 3,1 %) en el período 1990-2015 hasta quedar por debajo de los 4.000 millones de hectáreas.  

Si hace 5000 años habia 5800Mhectareas y ahora hay 4000MHectareas, significa que se ha reducido en  un 31%. Lejos de ese "mas de la mitad" del que habla Prieto. Se queda cerca del tercio que habla el apocalipsis, pero no llega el  y seguramente nunca llegue a el.

Pero lo mas importante  es que la tasa de deforestacion no ha sido de un 1% anual, sino de 0,125% anual.  Es decir 8 veces menor que la que daba Wilson. Esta es la tasa  promedio del ultimo cuarto de siglo. Si profundizamos un poco mas, vemos que  esta tasa ha ido bajando. En el periodo 1990-2000 la tasa era del 0,18%, mientras que en los ultimos 5 años ha caido al 0,08%.


Si, existe la deforestacion y es un problema. Afirmar cada año se destruye el 1% del total de los bosques del planeta cuando en realidad solo se destruye el 0,08%  es excederse en la dimension del desastre.

La realidad es que estamos en el cenit de la deforestación. Probablemente a partir de ahora (o en pocos años) la superficie  mundial  bosques comenzará a aumentar.  Esto se ha observado en muchos paises y regiones. Por ejemplo China alcanzó su cenit de deforestacion en 1950, año en el que solo el 10% del total de su superficie estaba cubierta de bosques, desde entonces sus bosques ha ido en aumento y ahora ocupan mas del 20% y sigue creciendo con una tasa de reforestacion del 1,1% anual.


Con el resto de trompetas tambien se excede en la dimension del problema, pero no quiero ser repetitivo.