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LA CRECIENTE DEMANDA MUNDIAL DE ENERGÍA FRENTE A LOS RIESGOS AMBIENTALES
Daniel M. Pasquevich
Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable
Comisión Nacional de Energía Atómica
Resumen
El consumo energético mundial aumenta sin cesar, impulsado tanto por el crecimiento socioeconómico de las naciones como por el aumento de la población mundial, que alcanzará los 9.100 millones en el año 2050. Las abundantes reservas mundiales de combustibles fósiles hacen suponer que este recurso seguirá siendo utilizado durante muchos años. No obstante existe un límite que impone la protección y cuidado del ambiente ante la amenaza del Calentamiento Global. En este marco, se presenta un análisis de los factores relevantes que hacen al consumo de energía y se analizan los acontecimientos que condujeron al nuevo paradigma energía-ambiente, conjuntamente con las acciones que se toman en la actualidad para reducir la emisión global de dióxido de carbono.
Introducción
Durante el siglo XX, el paradigma energético dominante se centró en producir energía, en cantidad abundante y de buena calidad. El efecto de su producción a gran escala no fue motivo de preocupación ambiental hasta fines de la década de los ochenta. Es claro que sin fuentes energéticas abundantes no hubiera sido posible sostener el ritmo de crecimiento económico mundial y alcanzar el grado de calidad de vida actual. Sin duda ese paradigma fue, en su momento, acertado. Gran parte de los avances logrados internacionalmente en el cuidado de la salud, en la medicina, en las comunicaciones, en la producción de alimentos, entre otros beneficios, se deben al uso extensivo de las fuentes energéticas basadas principalmente en el uso de los llamados recursos fósiles: carbón, gas natural, petróleo y sus derivados.
Sin embargo, en la actualidad estos recursos se encuentran en el “banquillo de los acusados”. Son los principales responsables de las emisiones de dióxido de carbono, un gas que contribuye a aumentar el Efecto Invernadero y una amenaza a la estabilidad del clima del planeta. No obstante, es difícil creer que las principales naciones del mundo los reemplacen de forma inmediata. Y es también difícil creer que sea posible continuar con el ritmo de demanda energética mundial bajo las mismas pautas de consumo de energía que rigieron el siglo. Por ello, un cambio de paradigma es necesario. En especial cuando se sabe que el consumo energético mundial seguirá aumentando sin cesar, tanto por el crecimiento socioeconómico de las naciones como por el mayor consumo per cápita de la población mundial.
El consumo mundial de energía
En la figura 1 se ha graficado el consumo mundial de energía primaria entre 1973 y 2008 (ver nota en Cuadro I, Unidades de energía) de acuerdo a datos estadísticos de la Agencia Internacional de Energía. Podemos ver que en el año 2008 el consumo superó el doble del correspondiente a los primeros años de los setenta. Este incremento demandó que la producción de los combustibles fósiles no cesara, sino que se incrementara incluso respecto de las otras fuentes como la nuclear y la hidroeléctrica. Estos resultados han conducido a que en la actualidad el uso del recurso fósil llegue a ser algo más del 80 % del consumo mundial total.
Figura 1. Demanda de energía primaria mundial entre 1971 y 2008 expresada en unidades de energía llamadas Mtoe por sus siglas en inglés Million of tonne of oil equivalent. (Nota: 1 toe = 10 millones de calorías). Fuente: Agencia Internacional de Energía.
Cuadro I
Unidades de energía
El uso de las unidades para expresar el consumo o suministro de energía puede llegar a ser confuso para quienes no están familiarizados con ellas. La unidad que utilizamos en sistemas eléctricos, ya sea en los electrodomésticos o en las lámparas de consumo domiciliarias es el vatio (watt en inglés, en honor al ingeniero escocés James Watt, responsable de perfeccionar la máquina de vapor allá por 1770) que expresa la potencia y no la energía. La potencia representa la cantidad de energía que se consume por unidad de tiempo. Si se consume una energía de 1 Julio (o Joule, J, en honor al físico inglés del siglo XIX, James Prescott Joule) en un segundo, la potencia es 1 W (vatio o watt). La energía total consumida por una lamparita de 75 W encendida una hora es 75 W x 3600 s = 270.000 J. Este valor es aproximadamente igual a 64.600 calorías. Aun cuando las unidades de energía son el Julio o la caloría, las mismas no son comúnmente utilizadas al hablar de energía eléctrica. En su lugar se acostumbra decir que la lamparita consumió en una hora 75 Wh (vatio multiplicado por hora), dejando implícito para quien lo quiera hacer la cuenta que hicimos antes y que permite la transformación a unidades de julios o calorías.
Cuando se habla de la energía que produce una central eléctrica se acostumbra hacerlo en unidades de MW, que representa un millón de vatios o mil kilovatios (1kW= 1.000 W) Por ejemplo, la Central Nuclear Atucha II, cuando entre en operación, producirá 745 MW = 745.000 kW = 745.000.000 W. Es decir, cuando la central ingrese en servicio permitirá el encendido simultáneo de casi 10 millones de lamparitas de 75 W en el país. Asimismo, cuando la central funcione un año, y si lo hace a plena potencia, habrá producido la cantidad de energía que resulta de la cuenta de los 745 MW por las horas que tiene un año, que es 8760. Por lo tanto, la energía anual será 745 MW ´ 8.760 h = 6.526.200 MWh. A su vez, como el número anterior es muy grande, se utiliza otro múltiplo del vatio, el gigavatio(GW); 1 GW= 1.000 MW. La energía producida por Atucha II en un año de operación continua es aproximadamente 6.526 GWh. A su vez, cuando se habla de la energía consumida en el país se introduce una unidad aun más grande, el teravatio (TW), equivalente a 1.000 GW.
Muchas veces encontraremos en publicaciones extranjeras que se utilizan otras unidades. Una de ellas es la tonelada equivalente de petróleo (toe, por sus siglas en inglés: “tonne of oil equivalent”) o millones de toneladas equivalente (Mtoe). Esta son unidades que preferentemente utilizan los economistas, pero que naturalmente tienen su equivalencia con las que hemos visto antes. Así tenemos que 1 Mtoe = 11.630 GWh.
En la Figura 2 se muestran las proyecciones de consumo evaluadas también por la Agencia Internacional de Energía. Si se cumplen estas predicciones, el consumo mundial para el año 2025 superará en un 30 % al actual. La proyección demuestra que el ritmo de consumo no cesará, sino que se incrementará. Pero también revela que el consumo de los recursos fósiles continuará siendo la principal fuente de energía primaria.
Claro que las hipótesis en las que se basan las proyecciones asumen dos situaciones. La primera, que se denota por “RS”, representa los valores de consumo que se alcanzarían de seguir la tendencia actual, y la otra, denotada por “450 PS”, representa la hipotética situación que se alcanzaría si se cumplen políticas ambientales tales como las asumidas por el Protocolo de Kyoto –que finaliza en el 2012– o las incluso más recientes, como las analizadas en la Cumbre de Copenhague o incluso la meta 20/20 propuesta por la Unión Europea, que consiste en alcanzar, para el año 2020, que el 20 % de la generación eléctrica de cada uno de los países miembros se origine en fuentes primarias renovables. Debe advertirse que aun en el caso “450 PS”, que es el más amigable con el ambiente, el consumo de recursos fósiles continuará siendo muy importante.
Figura 2. Evolución de la demanda probable de energía mundial desagregada por combustible. Las estimaciones suponen dos posibles escenarios, que se denotan por RS y 450 PS, el segundo con menor proporción de combustibles fósiles y menor consumo de energía global.Fuente: Agencia Internacional de Energía.
Sin embargo, la proyección “450 PS” parece demasiado optimista en vista de que algunas de las medidas propuestas en el escenario internacional para reducir las emisiones de gases efecto invernadero aún son materia de debate (ver nota en Cuadro II, La duda de los países industrializados).
Cuadro II
La duda de los países industrializados
En Ginebra, el 3 de septiembre de 2010, se reunieron durante dos días importantes funcionarios de alto rango de las 45 naciones más ricas del planeta para analizar la manera de recaudar 30.000 millones de dólares para ayudar a los países más pobres a enfrentar los retos del calentamiento global. Era un compromiso que surgió en la Cumbre de Copenhague que se realizó hacia fines del 2009.
Pero los resultados no fueron los que algunos esperaban. Los expresiones de pobreza de algunos de los funcionarios, que esgrimieron razones basadas en la recesión económica mundial, llevaron a la Secretaria Ejecutiva de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, Christiana Figueres, a expresar:
Los países desarrollados deben estar a la altura de sus responsabilidades históricas y esas responsabilidades van mucho más allá de la crisis económica que nos ocupa actualmente
Esta reunión tuvo lugar buscando arrimar posiciones en vista de la próxima Conferencia Internacional sobre el Cambio Climático que se realizará en diciembre de 2010. Allí se espera alcanzar las pautas jurídicas que permitan establecer cómo se continuará después del 2012, cuando finaliza el compromiso internacional alcanzado en Kyoto.
Energía per cápita
En las Naciones Unidas estiman que la población mundial, que en la actualidad es de casi 7.000 millones de personas, aumentará a 9.100 millones para el año 2050. Es fácil comprender que mayor cantidad de personas en el mundo conducirá a un mayor consumo de energía. Un consumo que será, en cierta medida, independiente del desarrollo económico de las naciones, ya que estará asociado a la mayor cantidad de energía que cada persona utilizará a diario.
Cuando se intenta construir proyecciones razonables, se debe tener en cuenta que el consumo energético aumentará probablemente en una dimensión mayor a la directamente proporcional a la mayor cantidad de personas. Esa tendencia se ha evidenciado en las últimas décadas, junto al explosivo aumento de la producción de bienes y servicios producidos en la segunda parte del siglo XX. La Figura 2 refleja esta realidad, al presentar de manera cualitativa y simultánea el consumo energético y el crecimiento demográfico de la población mundial en función de las últimas décadas. Puede verse que hasta los cincuenta la demanda de energía estuvo asociada –aproximadamente– al crecimiento de la población mundial. A más gente en el mundo mayor consumo de energía. Pero en las últimas décadas la correspondencia directa se alteró, y cada generación pasó a consumir más energía que la anterior. Los requisitos de mayor producción de alimentos y agua potable, mayor consumo energético en la iluminación de ciudades más pobladas, mayor producción de ropa, mayor explotación de materias primas, etc. no surgen sólo de la mayor población, sino también del consumo más intensivo de cada individuo.
Figura 3. Evolución del consumo mundial de energía (en azul) y aumento de la población mundial (en rojo). Hasta aproximadamente 1950 las curvas mantuvieron un crecimiento similar, y el mayor consumo de energía se debía principalmente a la mayor población. En cambio, en las últimas décadas del siglo XX el consumo energético aumenta más rápido que la población mundial. Nota: Unidades arbitrarias.
Las necesidades energéticas del hombre actual son mayores que antes y muy variadas. Por ejemplo, requiere más energía para el transporte. Muchas personas se trasladan a diario largas distancias para concurrir a fábricas u oficinas muy distantes de sus domicilios. Muchos viajan cientos de kilómetros para asistir a reuniones de trabajo, o para disfrutar de sus vacaciones. Kilómetros y kilómetros recorridos a diario que representan un mayor consumo de combustibles. El hombre actual utiliza una cuota de energía para mantenerse continuamente informado y actualizado de los acontecimientos y sucesos que ocurren en la otra parte del mundo, o bien para comunicarse a diario con más personas. La dieta diaria ya no sólo se compone de productos y materias primas de la región en la que vivimos. Ahora consumimos alimentos que llegan de todas partes del mundo, que exigen energía utilizada en el trasporte y en la conservación refrigerada. Antes, la consulta al médico, cuando era de rutina y no representaba nada grave, se limitaba a sus preguntas y tal vez a algunas recomendaciones, pero en la actualidad casi todas las consultas derivan en estudios clínicos de rutina que utilizan instrumentos o equipos sofisticados que requirieron energía para ser fabricados y que demandan energía para ser utilizados. Hoy la medicina preventiva –que es una de las razones de la mayor expectativa de vida– se sustenta en esos instrumentos y técnicas de estudio. Nuestros hogares disponen también de un mayor confort asociado a una mayor cantidad y diversidad de electrodomésticos y a una mejor ambientación. En algunos lugares del mundo se puede encontrar las viviendas inteligentes, que se hallan prácticamente automatizadas para brindar las condiciones de temperatura y luminosidad óptimas a cada persona, y las condiciones de seguridad apropiadas.
En suma, la mayor calidad de vida, el ritmo de vida del mundo globalizado, el transporte, las comunicaciones, el mayor consumo, el confort, son las verdaderas razones, entre otras, de que el hombre consuma en la actualidad más energía per cápita. Por ese motivo es razonable pensar que cuanto mayor es el consumo de energía por habitante de un determinado pueblo, ciudad, sociedad, o nación, mayor es su calidad de vida y desarrollo socioeconómico. Y en efecto, así se piensa en las Naciones Unidas, que han establecido que la energía consumida por habitante es un indicador de desarrollo socioeconómico, de desarrollo social y en suma un indicador de desarrollo sostenible[1],[2].
Es interesante conocer qué valores adopta este indicador para nuestro país y cual ha sido su comportamiento en los últimos años. La Figura 3 muestra que nuestro consumo “per cápita” ha crecido en los últimos años, en consonancia con la tendencia general mundial.
Figura 4. Evolución de la energía per cápita consumida por los argentinos entre 1993 y 2008.Fuente: Dirección Nacional de Prospectiva. Secretaría de Energía. Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios. Cuentas Nacionales. Instituto Nacional de Estadística y Censos (INDEC). Ministerio de Economía y Producción.
La Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Nación describe la evolución de este indicador de la siguiente manera:[3]
El consumo de energía per cápita aumentó paulatinamente desde 1993 a 1998. A partir de entonces se nota un descenso sostenido hasta 2002, en que registra su mínimo relativo coincidiendo con el pico de la crisis que afectó al país. Sin embargo desde 2003 registra una recuperación asociada a la reactivación general observada en la economía. La recuperación del consumo energético alcanza el último año, los valores máximos de la serie representada, por lo cual puede inferirse que la presión sobre el recurso ha ido en aumento.
Conocer los patrones de consumo de los diferentes sectores, constituye una importante herramienta para el desarrollo de planes o programas que apunten al uso eficiente o ahorro de energía, de ahí que se presenta el consumo final de energía por sectores.
Como se muestra en la Tabla I, en la mayoría de los países de América Latina y el Caribe el consumo residencial de energía por habitante ha crecido en la mayoría de los países entre 1996 y 2005, lo cual es un claro indicador de mejora en la calidad de vida.
Tabla 1. Tabla I Incremento en el consumo residencial de energía per cápita para los países de América Latina y el Caribe. Fuente: Organización Latinoamericana de Energía. OLADE.
La energía consumida per cápita no depende sólo del consumo residencial. La Figura 4 muestra la evolución del consumo en la Argentina, desagregada por sectores.
Figura 5. Consumo de energía per capita de los argentinos desagregado por sectores: domiciliario, público, comercial (incluye transporte) agropecuario e industrial. Fuente: Dirección Nacional de Prospectiva. Secretaría de Energía. Ministerio de Planificación Federal, Inversión Pública y Servicios.
La Secretaría de Energía describe las tendencias de la siguiente manera:
El indicador permite conocer patrones de consumo de los diferentes sectores y constituye además una importante herramienta para el desarrollo de planes o programas que apunten al uso eficiente o ahorro de energía.
Al observar la participación de los diferentes sectores productivos, se evidencia que es el sector industrial el que ha incrementado notablemente su consumo relativo coincidiendo con el crecimiento sostenido de su actividad.
La conciencia social sobre el ambiente
Ya se mencionó en la Introducción a esta serie que los problemas ambientales pueden reconocer escalas de índole local, regional o global. Dentro de estas últimas, allí se describió brevemente el Cambio Climático y las acciones internacionales para enfrentarlo.[4] Las características del Cambio Climático se describirán en otro trabajo, pero es importante recordar que se ha señalado a las emisiones de gases de efecto invernadero como responsables, al menos en parte, de los cambios observados, y entre estos, al dióxido de carbono, como ya se mencionó anteriormente. Como lo muestra la Figura 5, esas emisiones se han disparado desde que el hombre comenzó a usar los combustibles fósiles.
Figura 6. A la izquierda, evolución de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera desde el siglo X (a partir de registros en los hielos antárticos y, más modernamente, mediciones en el observatorio de Mauna Loa, Hawai). Tomado de la referencia [5]. A la derecha, mediciones recientes de Mauna Loa. Tomado de https://www.esrl.noaa.gov/gmd/webdata/ccgg/trends/co2_data_mlo.pdf
Encontrar soluciones energéticas que permitan mantener el ritmo de crecimiento mundial sin afectar al ambiente depende del compromiso de todas las naciones, y en especial de aquellas que son responsables en mayor medida del crecimiento de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera.
Aún cuando el cuidado del ambiente preocupó al hombre desde hace siglos, la responsabilidad internacional es más reciente, y tal vez, las acciones tomadas oportunamente en Montreal para proteger la capa de ozono es un claro ejemplo de ello (ver Introducción a esta Serie).
Una de las primeras actividades humanas contaminantes que subió al “banquillo de los acusados” fue la curtiembre. Las primeras poblaciones organizadas exigían que esta actividad se realizara en las afueras de los poblados y en lugares en donde el viento disipara los permanentes y nauseabundos olores que producía. Sin embargo, durante siglos las cuestiones ambientales no trascendieron las fronteras de las ciudades, o de los entonces principados y reinos. Una de las primeras acciones internacionales que se registran en la historia es relatada por Capra de la siguiente manera[6].
Un primer hecho trascendental del que se tiene conocimiento a través de la bibliografía en la materia, y que cito como ejemplo, surge con la moda que impuso la reina Victoria de Inglaterra en el siglo XIX de adornar los sombreros de las damas con plumas de aves. La actividad devino en una depredación de las aves insectívoras. En 1868 los agricultores del entonces Imperio Austro Húngaro, preocupados por la excesiva caza de aves, presentan una demanda ante el Ministerio de Relaciones Exteriores de dicho imperio solicitando a su Emperador la suscripción de un tratado internacional para proteger las aves insectívoras. En 1872 el entonces Consejo Federal Suizo plantea la creación de una Comisión Internacional para la redacción de un acuerdo relativo a la protección de las aves. En 1884 todas estas preocupaciones encuentran acogida en el primer Congreso Internacional de Ornitología realizado en Viena. Así, en 1902 se firma en París uno de los primeros instrumentos internacionales referidos a la conservación de especies, el “Acuerdo Internacional para la Protección de las Aves Útiles para la Agricultura”, que establece normas de conservación de la fauna, prohibiciones de capturas de determinadas especies, obligaciones tendientes a la protección de nidos y huevos, entre otras medidas. Dicho instrumento llevó, desde sus inicios hasta su rúbrica, el trabajo de aproximadamente 25 años.
En los albores del siglo XX, comenzaron las acciones intergubernamentales que culminaron en la firma de los primeros acuerdos bilaterales y regionales, siendo los temas de importancia en aquellos años la salud humana, la utilización de sustancias contaminantes en las guerras, las condiciones ambientales de los trabajadores, la navegación y explotación de ríos y mares, la creación de parques y áreas de protección y reserva de flora y fauna, entre otros.
Durante la mayor parte del siglo XX, la preocupación social por el ambiente no se orientó a cuestiones energéticas. Se centró en los residuos producidos por la industria química, los vertidos y derrames generados en las explotaciones mineras y los deshechos urbanos diarios. Y en las grandes urbes, el centro de la atención lo tuvo la contaminación ambiental producida por las chimeneas de las fábricas o por los gases emitidos por los automóviles. Esta última fuente de contaminación, que en la actualidad se reconoce como de origen energético, en su tiempo no llegó a la sociedad como un problema originado en el uso de los combustibles fósiles, y por ello no fue asociado al uso de la energía. En efecto, la tendencia hasta fines de la década de 1980 fue asociar la contaminación generada por el transporte automotor con una cuestión de la mala combustión en los motores de los automóviles. Así lo plantearon las grandes empresas automotrices y así lo reprodujeron los medios periodísticos. Y entonces, si la contaminación ambiental generada por el uso de los automóviles se originaba en la mala operación de los motores a combustión interna, lo único que había que mejorar era la combustión misma o la tecnología de los vehículos. Sobre esta idea se implementaron medidas para reducir la emisión de los vehículos: Así se instalaron catalizadores en los caños de escape y se mejoró la calidad ambiental de los combustibles al eliminar el uso del plomo que hasta entonces se utilizaba para aumentar el octanaje y al reducir la cantidad de azufre residual del petróleo original. Mejoras todas ellas importantes y necesarias, y por ello bienvenidas por la sociedad para contribuir a un aire más limpio, pero inservibles respecto de la emisión de dióxido de carbono, un gas que hasta entonces no era considerado un problema ambiental.
La conciencia social sobre el consumo de energía
A diferencia de la llamada conciencia ambiental que maduró en la sociedad durante siglos, la preocupación internacional por la cuestión energética se instala en la opinión pública hace sólo unos pocos años. Y se instala de dos maneras: A) tomando conciencia de que la explotación de los recursos energéticos tiene un límite; B) comprendiendo que el ambiente está en riesgo frente al consumo descontrolado de los recursos fósiles.
La primera ocurre hacia principios de la década de 1970, cuando los países productores de petróleo acuerdan un embargo internacional. Allí es cuando la sociedad comprende que las fuentes de energía como el petróleo son limitadas y sujetas al arbitrio de sus productores. En aquel momento el embargo petrolero despierta la necesidad de invertir en la búsqueda de fuentes de energía alternativas a los combustibles fósiles. En especial, la iniciativa la enarbolan las naciones que carecen de yacimientos de gas, petróleo o carbón, como es el caso de gran parte de Europa, o las naciones llamadas “grandes consumidoras”, como los Estados Unidos de Norteamérica. Surgen entonces las primeras acciones definidas para el desarrollo de las fuentes renovables de energía. Pero al poco tiempo hacia fines de la década de 1970 y principios de la de 1980, el empuje de las energías alternativas –como se llamaba en aquel entonces a las energías renovables– se detiene. La razón: una combinación de nuevos yacimientos y comprobaciones de altas reservas de los recursos fósiles, junto a cuencas petroleras en plena producción. Hasta esa época, y al margen de los cuestionamientos, la generación nuclear de electricidad seguía con paso firme. Justamente con el descubrimiento de los nuevos yacimientos de combustibles fósiles, muchas naciones europeas comenzaron a limitar el uso de la energía nuclear. Plebiscitos en países como Italia y Suecia llevaban a la prohibición de la construcción de nuevas centrales nucleares. La cuestión energética basada en los recursos fósiles parecía estar cubierta por un largo tiempo y la cuestión ambiental no era materia de preocupación.
La segunda toma de conciencia internacional ocurre a fines de la década de 1980. En esa época, el científico James Hansen[7] que realizaba investigaciones en la NASA sobre la atmósfera de Venus aplica sus investigaciones a la atmósfera de la Tierra. En 1988, convencido de sus resultados (ver Figura 6), brinda una conferencia ante el Senado de Estados Unidos.
Figura 7. Primera página del trabajo publicado por J. Hansen en 1988. Tomado de http://pubs.giss.nasa.gov/docs/1988/1988_Hansen_etal.pdf
Allí advierte que disponía de datos y un modelo matemático que le permitía asegurar que el planeta estaba ante un calentamiento y que el clima estaba cambiando. Sus declaraciones tomaron estado público y fueron avaladas por estudios posteriores de otros científicos. Surgió, a partir de entonces, la idea del Calentamiento Global, y con ello un nuevo paradigma que cambiaría la forma de entender la producción de energía.
La “sequía de las Cataratas del Iguazú”
En julio de 2006 una noticia publicada en el diario La Nación despertó mi interés. El titular decía:
A días de las vacaciones de invierno las Cataratas del Iguazú están “secas”
Un titular por demás llamativo y preocupante, porque de ser cierto nos enfrentaba a un tremendo daño del ecosistema de la región. Por suerte, la situación real no era la que se desprendía de la interpretación literal del titular. Las cataratas no estaban “secas”, pero sí se encontraban ante un alarmante bajo caudal para el nivel promedio normal para esa época del año. Los especialistas indicaban una caída de l,4 millones a 300.000 litros por segundo, que en algunos puntos de referencia del río se manifestaba por un visible descenso de la altura, que sólo alcanzaba un 30 % en relación a sus cotas normales.
El análisis periodístico había profundizado en las posibles razones del fenómeno, consultando a expertos a ambos lados de la frontera (ver Figura 7).
Figura 8. Titular del diario La Nación, julio de 2006, y en recuadro las explicaciones de la “sequía”.
Por el lado argentino se hacía responsable de la situación a Brasil, con motivo del uso intensivo de las cinco centrales hidroeléctricas instaladas sobre el curso del río Iguazú. Y en particular la central Salto Caxias, ubicada a 120 km del Parque Nacional Iguazú, aparecía como la principal causa del bajo caudal del río. Una central que ocho años antes había llevado a la protesta del gobierno de Misiones por el impacto de la represa sobre el ecosistema de la región. El sector argentino estaba convencido que el uso arbitrario que Brasil hacía del río era el factor responsable de la “sequía” de las Cataratas. Un uso que estaba destinado a mantener el suministro de energía eléctrica de la voraz industria del sur brasileño. Por ello, ese mismo año, legisladores de Misiones presentaron ante el Honorable Congreso de la Nación un Proyecto de Declaración[8] que entre sus considerandos expresaba:
Algunos expertos han señalado que, sin perjuicio de la escasez de lluvias, la tala de la selva nativa en Brasil y el manejo arbitrario que hacen los brasileños de sus represas emplazadas en la alta cuenca son las principales causas de las modificaciones del caudal, que provoca no solamente la actual sequía de los saltos sino también crecidas inusuales, una de las cuales, por ejemplo, en octubre del año pasado destruyó paseos y pasarelas del Parque. Las centrales de Foz de Areia, Segredo, Osorio, Santiago y Salto Caxias, atienden la demanda de electricidad de los Estados de Paraná, Santa Catarina y Río Grande do Sul, para lo cual necesitan embalsar agua, y cuando requieren la producción de mayor potencia la vierten nuevamente; de esta manera, el curso del Río Iguazú es constante y artificialmente modificado.
Por el lado brasileño la interpretación del bajo caudal del río era otra. Lo atribuían a la profunda escasez de lluvias que afectaba la región. Una sequía que, según recordaban muchos, no tenía igual en los últimos años.
El nuevo paradigma: energía y ambiente
La anécdota anterior viene a ser un ejemplo de la situación que en la actualidad se presenta en el campo energético y que será probablemente dominante durante gran parte del siglo XXI. La nueva situación que enfrenta –y enfrentará- a dos hechos fundamentales asociados a la calidad de vida de las personas en todo el mundo: producir abundante energía y preservar el ambiente.
Es cierto que las naciones requieren, tanto por su crecimiento demográfico como por su desarrollo socioeconómico, de cantidades crecientes de energía. Esta situación las lleva a explotar las fuentes energéticas de manera intensiva utilizando para ello los recursos que disponen, sean éstos renovables o no renovables. Es también cierto que el ambiente no permanece imperturbable ante la explotación intensiva de los recursos energéticos. Ya no es válido, como lo fue hasta fines de los ochenta, que los gobiernos se preocupen sólo por disponer de energía abundante, barata y segura en su suministro. En la actualidad la sociedad demanda, exige, que se preserve el ambiente. Por ello el nuevo paradigma energético establece que frente a la enorme demanda mundial de energía existe un límite impuesto por la necesidad de cuidar y preservar el ambiente. El ambiente hoy como nunca está amenazado si no se hace un uso racional de los recursos renovables y no renovables, y cada día es más frágil frente a la mayor explotación de los recursos energéticos.
Si bien el reciente accidente de British Petroleum en la costa norteamericana es un ejemplo de una de las maneras que la explotación intensiva de los recursos daña al ambiente, a la cabeza de todos los perjuicios ambientales se encuentra la amenaza del Cambio Climático.
Las anormales sequías en un hemisferio del globo terráqueo, o las extensas inundaciones en el otro, los violentos huracanes y tornados que azotan con más frecuencia las costas del Atlántico y el Pacífico y la extensión de las fronteras de distintos tipos de virus y vectores -como el avance del dengue en nuestro norte argentino- parecen ser las primeras manifestaciones de la amenaza que se cierne sobre el clima del planeta.[9]
La generación de energía frente al ambiente
Se sabe que toda explotación de los recursos naturales, sean o no renovables, tiene su efecto sobre el ambiente y en particular la producción masiva de energía no está exenta de ello. La mayoría de las personas acostumbramos a ver o analizar sólo el resultado o el impacto final de la producción de energía y olvidamos la cadena de recursos necesarios y acciones que deben realizarse para alcanzar toda producción energética. Recuerdo una vez que de una radio me contactaron telefónicamente para conversar sobre energías renovables.
Por favor espere en línea un instante, que en seguida el conductor lo pondrá al aire
dijo amablemente la persona que se presentó como coordinadora del programa. Mientras, podía escuchar las palabras del conductor que introducía a la audiencia en el tema:
Y con la crisis energética que estamos viviendo los argentinos muchos nos preguntamos por qué no utilizamos este recurso que tenemos, que es gratis y abundante, que a veces tanto lo sufrimos a diario, pero que en otros países se lo utiliza para producir energía: el viento.
Luego de la presentación y de agradecer la invitación a participar en el programa, mi primera observación fue
el aire es gratis, los molinos no.
Y en efecto, muchas veces, así como no vemos el costo energético global de implementar una tecnología, también olvidamos el costo ambiental global de una actividad humana. Suele ocurrir que no tenemos presente el impacto ambiental de la producción de las maquinarias, materiales, instalaciones o construcciones que se requieren para utilizar una determinada fuente de energía, y sólo miramos el ambiente desde el resultado final, lo cual, por supuesto es incorrecto ¡El ambiente de la Tierra es único!
Al igual que el conductor del programa de radio que omitía el costo del molino, muchas veces olvidamos considerar que el impacto ambiental de una tecnología puede estar centralizado a miles de kilómetros de donde la misma se implementa. Por ejemplo, las materias primas que se utilizan en la fabricación de un molino eólico deben ser extraídas de la tierra, a través de la minería tan cuestionada. Este enfoque, que se conoce como análisis de ciclo de vida de un producto o proceso es la manera correcta de evaluar el impacto ambiental global.
Al hablar de energía eólica también debe considerarse que el impacto ambiental de la instalación de los molinos, que a saber tiene distintas consecuencias. Entre ellas, el daño a las aves de la región y a sus migraciones y el impacto visual que no es menor. Claro que en Argentina no tenemos conocimiento del impacto ambiental de un parque eólico que no tiene punto de comparación con el que producen unos pocos molinos eólicos, como es el caso actual en Argentina, cuya potencia instalada es insignificante. La energía eólica no alcanza a contribuir el 0,1% de la energía total consumida en el país. Es decir, nada. Al considerar el impacto potencial de la generación eólica tenemos que imaginar un parque eólico, con cientos de molinos funcionando simultáneamente. ¿Y por qué digo esto? Porque reemplazar de manera significativa una fracción de la energía generada por fuentes fósiles en nuestro país requiere cientos a miles de molinos agrupados en una determinada extensión de terreno en un sitio que permita su conexión y transporte a la red troncal de transmisión de electricidad en alta tensión, esto es al Sistema Interconectado Nacional. Cientos de molinos que no producen constantemente porque la generación eléctrica depende de la intensidad del viento.
La generación hidroeléctrica también posee su impacto ambiental. El embalse de agua provoca inundaciones de amplias extensiones de tierra, migración de poblaciones, daño y muerte de fauna del río y de la fauna y flora de las inmediaciones y modificaciones en el clima de la región con sus consecuentes perjuicios a los ecosistemas regionales. También la energía solar, que pareciera ser ambientalmente beneficiosa posee un fuerte impacto ambiental asociado con la minería del silicio y con la fabricación de los paneles solares que es altamente contaminante. No están exentas las otras fuentes de energía renovable, como la geotérmica que emite a la atmósfera gases sulfurados.
También la energía nuclear posee un importante aspecto cuestionado por la sociedad, la generación de residuos radioactivos. Este aspecto podría ser solucionado en el mediano a largo plazo si se avanza en investigaciones científicas que de ser exitosas permitirían destruir los residuos transformándolos en materiales no radioactivos. El método se conoce en el ámbito científico como transmutación de nucleídos, o simplementetransmutación. Mientras tanto, y a la espera de una solución, los residuos radioactivos permanecen confinados en las mismas centrales nucleares que lo generan. En instalaciones controladas y monitoreadas continuamente, lo cual brinda la seguridad que no migran al ambiente.
Como vemos, toda generación de energía tiene su factor de impacto sobre el ambiente. Sin embargo, no todas impactan de la misma manera; el Calentamiento Global originado en la acumulación en la atmósfera de gases efecto invernadero parece ser la más perjudicial. Pero vemos que a pesar de esta amenaza existen proyecciones del consumo de energía que indican que los recursos fósiles seguirán siendo utilizados durante muchos años (Figura 2) y vemos que los países industrializados continúan manifestando dudas en las acciones a realizar. Incluso, en el mejor de los casos, si se toman medidas y acciones para decrecer el impacto ambiental del uso de los recursos fósiles, vemos que se los seguirá utilizando de una manera relativamente importante para el año 2025 (ver los datos presentados para 450 RS en la Figura 2). Entonces cabe que nos preguntemos ¿qué ocurre?, ¿qué lleva a que no exista una mayor proporción de tecnologías que no contribuyan al Cambio Climático?. ¿A qué se debe esto?
Las razones que se esgrimen son varias. Entre ellas surgen las siguientes
La mayor parte de las energías renovables son intermitentes y de carácter geográfico: viento, sol, geotermia.
La mayor parte de las energías renovables presentan bajos factores de carga
Económicamente las energías renovables no compiten con los bajos precios de los combustibles fósiles
Las energías renovables como la solar y la eólica son energías difusas y requieren grandes cambios de infraestructura de almacenamiento, transporte y distribución para reemplazar una parte importante de los recursos fósiles.
Reemplazar totalmente los combustibles fósiles tiene un alto costo económico que las naciones no están dispuestas a afrontar.
La infraestructura energética actual está preparada para los combustibles fósiles, reemplazarlos implicaría también modificar por completo el sistema de producción, transporte y distribución final a los usuarios con el alto costo económico y de infraestructura asociado.
Las reservas mundiales de los combustibles fósiles son abundantes y podrán ser explotadas durante décadas asegurando energía a bajos precios.
Probablemente podríamos agregar otros elementos a la lista. Pero con estos pocos que mencionamos es suficiente para entender que las actuales medidas energéticas que rigen la política internacional y los intereses económicos en juego no están alineados en pos del reemplazo de los combustibles fósiles. Poco es lo que pueden hacer los países en vía de desarrollo si los mismos países industrializados no modifican la situación que su voraz desarrollo industrial generó. Los especialistas dicen que sólo dos razones de carácter internacional pueden decrecer la participación de los recursos fósiles en la matriz energética mundial: la primera está asociada al agotamiento de los recursos, lo cual conduciría a que su extracción resulte a precios altos de manera que no compitan con otras fuentes. Algo que es poco probable, porque según vemos en las proyecciones y en los informes mundiales sobre reservas, los recursos fósiles son abundantes y estarán disponibles por un largo tiempo. La segunda posibilidad, que no es deseada por nadie, pero que podría ocurrir, es que los daños y perjuicios económicos asociados al Cambio Climático alcancen tal magnitud que las presiones sociales y los daños económicos obliguen a los gobiernos a abandonar el uso de los recursos fósiles y a implementar de manera masiva las energías renovables y aumentar la proporción de energía nuclear e hidroeléctrica en la matriz energética mundial.
Acciones para reducir el impacto ambiental de la producción de energía
Si bien no se avizora que sea posible el reemplazo sustancial de los combustibles fósiles en el corto plazo, ni en el mediano, existen hoy algunas líneas de acción que tienen el consenso internacional y que están encaminadas en la dirección correcta. Estas pueden agruparse en tres. A saber:
a) Reducir la relación CO2/ kW al utilizar recursos fósiles
Esta opción requiere liberar menos dióxido de carbono a la atmósfera por cada kilovatio hora de energía que se produce o consume en el mundo al utilizar recursos fósiles. Este concepto implica el desarrollo de nuevas tecnologías energéticas que, si bien siguen utilizando recursos fósiles, lo hacen de manera más eficiente. Bajo esta idea podemos citar:
Los vehículos con motores de combustión interna de última generación que mejoran sensiblemente los kilómetros recorridos por litro de combustible utilizado, emitiendo de esa forma menos dióxido de carbono por unidad de energía.
Los vehículos híbridos que reducen las emisiones al utilizar un motor eléctrico y recuperar energía en los procesos de frenado, con un uso más eficiente del combustible.
Las centrales de gasificación, ya sea de carbono o de derivados pesados del petróleo, evitan la emisión a la atmósfera de sustancias como mercurio, azufre y cenizas que contienen metales pesados.
La captura centralizada del dióxido de carbono, bombeo y almacenamiento subterráneo, en galerías y antiguos yacimientos de gas o petróleo para quede atrapado en las entrañas de la Tierra.
b) Diversificar la matriz energética
En la Figura 1 vimos que en los últimos cuarenta años el uso de la energía fósil aumentó en comparación con el uso de todas las fuentes de energías primarias. Es posible cambiar esta tendencia diversificando la matriz energética de cada país (ver más abajo). Esto quiere decir que es importante incorporar más fuentes de energías renovables y de tecnologías maduras como la nuclear y la hidroeléctrica en gran escala. Las energías renovables, si bien aún más costosas que el uso de los recursos fósiles, deben comenzar a ser utilizadas de manera paulatina a efectos de que el público se familiarice con ellas, y también el sistema interconectado nacional la tenga como una fuente primaria conectada. Por suerte esta tendencia se ve en aumento en muchos de los países de la región y es más pronunciada en Europa. Países como España, Dinamarca, Holanda y Alemania han invertido en su uso, en el marco del compromiso asumido por la Comunidad Europea de alcanzar el 20 % de energía renovable en la matriz energética de cada uno de los países miembros. La diversificación incluye también el uso de combustibles no fósiles, como bioetanol, biodiesel e hidrógeno. Los dos primeros son factibles de ser implementados ya de manera directa y el último es aún materia de investigación.
Las energías renovables pueden también ser aplicadas en combinación con otras fuentes primarias. Se puede pensar por ejemplo en el desarrollo de un parque eólico junto a una central hidroeléctrica, para optimizar el uso del recurso hídrico y del eólico; este esquema incluso podría incluir, en el futuro, el almacenamiento de energía eólica a través de la producción de hidrógeno.
La diversificación de la matriz energética también incluye incrementar la participación de la energía hidroeléctrica y la nucleoelectricidad. La primera permitiría un mayor aprovechamiento de los cursos de agua, con cotas de diques más altas y nuevas centrales, incluso de pequeña escala para atender requerimientos energéticos regionales. La segunda es de importancia por tratarse de una fuente de energía cuyo suministro no depende de los factores climáticos, que tiene altos factores de carga y disponibilidad; de esa manera contribuyen muy eficientemente a la generación de base. Ninguna de las dos contribuye de manera directa al Efecto Invernadero, ya que no generan emisiones de dióxido de carbono durante su operación, aunque la producción de insumos y materiales para su construcción producen cierta generación. Si bien no están libres de efectos ambientales, los mismos son de naturaleza distinta al Efecto Invernadero, como se ha establecido anteriormente en este artículo.
c) Ahorrar energía y mejorar la Eficiencia Energética
Como se vio en la Figura 4, el consumo de energía de una nación se divide en cinco grandes componentes: domiciliario, público, industrial, agropecuario y comercial (transporte). Los dos primeros tienen que ver con pautas sociales de consumo, materiales de construcción utilizados en las viviendas, electrodomésticos, artefactos de gas, sistemas eléctricos y climatización del hogar. En la Figura 4 puede verse que la contribución domiciliaria al consumo de energía per cápita es relativamente importante para nuestro país, y en general es así para otras naciones. Esto significa que una reducción en los gastos de energía domiciliarios reducirá sensiblemente el consumo global de energía. Estas pautas de ahorro son muy significativas, y algunos especialistas señalan que la construcción de viviendas puede reducir los gastos de energía un 70 %[10], utilizando los materiales adecuados.
Las pautas de Ahorro y Eficiencia son importantes también para reducir el consumo de energía público, como el alumbrado, o también para el reemplazo de lámparas de semáforos por LEDS, o el de las lámparas incandescentes por las de bajo consumo o por tubos fluorescentes. Estas acciones, realizadas sin coordinación, aisladas o sólo por algunos individuos no tienen mayor efecto, pero sí son de gran importancia cuando se adoptan por la sociedad. El ejemplo que me viene a la mente es el de Japón. Un país que no posee recursos energéticos propios, carece de reservas fósiles y de recursos naturales energéticos importantes y con un alto Producto Bruto Interno es uno de los países industrializados que consume menos energía; una anomalía en las estadísticas. En el caso de nuestro país, un reciente estudio[11] mostró que si se reemplazan los artefactos de gas que utilizan una “llama piloto” el ahorro sería equivalente al de una central de ciclo combinado. El Dr. Salvador Gil explica esta idea de la siguiente manera:
Los artefactos convencionales de calentamiento de agua, calefón o termotanque, tienen una llama piloto que los mantiene encendidos todo el tiempo. Estos pilotos tienen un consumo medio de unos 200 kcal/h, es decir unos 4.800 kcal/día equivalentes a 0,5 m3/día. Dado que en la Argentina hay aproximadamente 7 millones de usuarios residenciales, y cada uno de ellos tiene al menos un artefacto con piloto, resulta que el consumo de todos los pilotos es de al menos unos 3,5 millones de m3/día. La energía de estos pilotos se disipa, principalmente en verano. Asimismo, en los calefones no tiene un uso energético. La tecnología actual permite la fabricación de artefactos de gas que no usen pilotos, sino sistemas electrónicos de autoencendido de muy bajo consumo. Este tipo de encendido es común en muchos artefactos de gas que ya se usan en el país y muy difundido en Europa.
En suma, incorporar pautas de Ahorro y Eficiencia en la sociedad sería una manera de reducir apreciablemente las proyecciones de consumo energético, con los lógicos beneficios ambientales al generar menos emisiones.
Argentina
Los combustibles fósiles contribuyen más del 90% a la matriz energética argentina, y su generación eléctrica se basa principalmente en energía térmica (fósil), hidráulica y nuclear. En la Figura 8 se representa la distribución de estas fuentes para el año 2007.
Figura 9. Matriz de generación eléctrica de la Argentina, año 2007. Fuente: Secretaría de Energía.
Sin duda, siguiendo las pautas antes descriptas, esta matriz debe diversificarse, ya que es principalmente fósil. Algunas acciones que se han tomado en los últimos años están en esta dirección, aún cuando se encuentran en diverso estado de avance. Entre ellas cabe mencionar el aumento de la energía hidroeléctrica a través de elevar la cota de Yaciretá,[12] el aumento de la participación de la energía nuclear por terminación de Atucha II y la decisión de construir la cuarta central argentina junto a la extensión de vida de la central nuclear Embalse, decisiones estas tres últimas que se convirtieron en ley nacional[13] en el ámbito de la reactivación nuclear anunciada en agosto de 2006. En el campo de las energías renovables, a fines de 2009 se realizó un proceso de licitación para la instalación de fuentes renovables por un total de 1.000 MW de acuerdo a la siguiente distribución: 500 MW eólicos, 150 MW térmicos a partir del uso de biocombustibles, 120 MW a partir de residuos urbanos, 100 MW de biomasa, 60 MW de pequeños aprovechamientos hidroeléctricos, 30 MW de generación geotérmica, 20 MW de origen solar y 20 de biogas.
Si bien la cifra de 1.000 MW parece pequeña frente a los algo más de 20.000 MW que se han consumido en el país durante el mes de julio del corriente año, es relativamente importante frente a la actual potencia instalada de energía renovable –no se computa la hidroeléctrica de potencia superior a 30 MW–, que es de 373,57 MW: 345,7 corresponde a hidroeléctrica de pequeña escala, 27 MW a eólica y el resto es solar y geotérmica (según datos del año 2008. Fuente Secretaría de Energía).
Conclusiones
No podemos prescindir de la energía en ninguna de todas sus formas, pero somos conscientes que un uso irracional y desmedido de las fuentes energéticas afectan negativamente al ambiente. La sociedad del siglo XXI se halla frente a un nuevo paradigma energético: incrementar la producción de energía con mínimas alteraciones al ambiente. Es mucho lo que hay que hacer en este sentido, desde el cambio de tecnologías hasta incorporar nuevas pautas de consumo. Y esto sólo es posible a través de la colaboración y compromiso internacional y la participación de la sociedad en su conjunto.
[1] Indicadores establecidos por las Naciones Unidas para el estudio y el establecimiento de políticas de desarrollo sostenible de los países miembros.
[2] En la Introducción a esta Serie, se presentó un gráfico (Figura 7) debida a J. Blanco Gálvez, en el que se relaciona el índice de desarrollo humano y el consumo energético per capita.
[3] http://www....gov.ar/?idarticulo=6212
[4]IPCC Fourth Assessment Report: Climate Change 2007, disponible en http://www.ipcc.ch
[5]Introduction to Environmental Engineering and Science, G.M. Masters, Segunda Edición (información original del Intergovernmental Panel on Climate Change, 1995: Climate Change 1994, Radiative Forcing of Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, Reino Unido de Gran Bretaña).
[6] A.S. Capra, La conciencia del ambiente en el mundo, Revista Energía Nuclear Hoy, página 34, Número 3, 2010.
[7] Director del Goddard Institute of Space Studies de la NASA.
[8] Senado de la Nación, Proyecto de Declaración Nº 3175/06, Maurice F. Closs. - Elida M. Vigo. Año 2006.
[9] Como ya se dijo, el Cambio Climático será discutido en un artículo especialmente dedicado al tema.
[10]Casa de la Eficiencia Energética. Ver http://www.lacasae.com/
[11] S. Gil, Revista Petrotecnia, páginas 80-84, abril 2009
[12] El fuerte impacto ambiental de este aumento de cota también ha generado polémicas. Ver por ejemplo la página web del Movimiento Binacional de afectados por Yacyreta
[13]Ley del Sector Nuclear. Sitio web de la Revista Energía Nuclear Hoy, sección notas http://www.revistaenhoy.com.ar/Notas/2010/Ley26.566.pdf