martes, 19 de noviembre de 2013

El fin del petróleo, Fracking y recursos fósiles de consumo.


En el periodo conocido como cretácico tardío, hace 90 millones de años, la Tierra atravesaba un tiempo de gran calentamiento global. Por aquel entonces los continentes se estaban alejando entre si por la apertura de enormes fallas en la corteza terrestre. Estas fallas se inundaron de agua, convirtiéndose así en mares. Las algas prosperaron gracias al calor extremo y envenenaban el agua. Esto produjo su muerte hundiéndose en las fallas en el fondo del mar. Mientras tanto, los ríos arrastraban sedimentos hacia los mares, sepultando los restos orgánicos que las algas muertas componían. La presión sobre los restos fósiles crecía por efecto del calor. La reacción química transformó los restos en Hidrocarburos Fósiles: petróleo y gas natural. Un proceso similar ocurrió en la tierra transformando los restos fósiles en carbón. La Tierra tardó 5 millones de años en producir los combustibles fósiles que hoy consumimos anualmente en todo el mundo. Nuestro estilo de vida moderno depende totalmente de esta energía solar fosilizada.
Desde 1860 han sido descubiertos por los geólogos el equivalente a más de 2 Billones de barriles de petroleo. Y desde entonces hemos consumido prácticamente la mitad. Antes de poder extraer petróleo, hay que descubrirlo. Al principio era sencillo encontrarlo y extraerlo a bajo costo. El primer gran yacimiento descubierto en EEUU fue Spindletop en 1900. Después se descubrieron más en todo el territorio estadounidense, así como yacimiento de gas natural y carbón. Estados Unidos producía más petróleo que ningún otro país en el mundo, lo que le permitió convertirse en una superpotencia industrial. Una vez que se comienza a explotar un pozo, es sólo cuestión de tiempo que empiece su declive. Cada pozo tiene una tasa de producción diferente. Al crear la media de varios pozos obtenemos una gráfica similar a una campana de Gauss. Lo habitual es que pasen 40 años desde que un país comienza a explotar el recurso y alcanza el pico máximo de producción, después del cual comienza su declive.
En los años 50, el geólogo de la compañía Shell, M. King Hubbert predijo que el pico de producción de EEUU se daría en 1970. Pocos fueron quienes concedieron crédito a su investigación. Y sin embargo, en 1970, la producción de petróleo en EEUU llegó a su máximo entrando en declive permanente desde entonces. Hubbert fue exonerado. Desde entonces, EEUU depende cada vez más de las importaciones de crudo lo que ha hecho que sea vulnerable a cortes de suministro contribuyendo a los estragos de las crisis petroleras de 1973 y 1979. En 1930 se dieron las tasas más altas de descubrimiento.
A pesar de la avanzada tecnología, el declive de los nuevos yacimientos norteamericanos ha sido inexorable. Nuevos hallazgos como el de ANWAR en Alaska, en el mejor de los casos proveen petróleo para 17 meses únicamente. Incluso el nuevo yacimiento "Jack 2" en el Golfo de México, solo será capaz de suministrar unos pocos meses de consumo doméstico. A pesar de ser grandes, ninguno de estos yacimientos esta cerca de satisfacer las necesidades energéticas de EEUU.
Se acumulan las evidencias de que la producción de petróleo ha llegado a su cenit o está cerca de hacerlo. Globalmente, el ritmo de descubrimientos de nuevos yacimientos llego a su culmen en los años 60 del pasado siglo. Más de 40 años después, el declive en los descubrimientos de nuevos yacimientos parece imparable. 54 de los 65 mayores países productores de petróleo han llegado ya a su techo en la producción. La mayoría del resto esperan lo mismo en un futuro próximo. El mundo necesitará el equivalente a una nueva Arabia Saudí en producción sólo para lograr cubrir el declive de producción de los pozos actuales.
Mientras que en los años 60 se descubría el equivalente a seis barriles de petróleo por cada barril consumido, cuatro décadas después el mundo consume entre 3 y 6 barriles de petróleo por cada barril descubierto. Una vez que se llegue al pico mundial de producción de petróleo, la demanda de crudo superará la oferta. Esto hará que el precio de la gasolina fluctúe con fuerza, afectando al precio final en los surtidores de las gasolineras. Las ciudades modernas dependen de los combustibles fósiles.
Gran cantidad de materiales que conocemos son derivados del petróleo. Asfalto, plásticos etc. Áreas inmensas en el mundo serían inhabitables sin calefacción en invierno o sin aire acondicionado en verano. La expansión de las ciudades nos obliga a conducir excesivos kilómetros para llegar a nuestros destinos. Todo ha sido construido y diseñado asumiendo una abundancia de petróleo y energía. Los derivados del petróleo o petro-químicos son esenciales en innumerables productos.
La agricultura moderna depende de los combustibles fósiles, así como los hospitales, aeropuertos, distribución del agua potable, ejército... el de EEUU utiliza unos 140 millones de barriles de petróleo anuales. Los combustibles fósiles son también esenciales para la fabricación de plásticos y polímeros, ingredientes clave en ordenadores, dispositivos de ocio y ropa. La economía global depende actualmente de un crecimiento infinito, demandando un creciente suministro de energía barata. Hemos llegado a ser tan dependientes del petróleo y otros combustibles fósiles, que una pequeña alteración en el suministro tendría efectos incalculables en todos los aspectos de nuestras vidas. El mundo consume 30 millones de barriles al año, unos 4,17 km cúbicos, equivalente a la energía generada por 52 plantas nucleares funcionando durante 50 años.
Aunque el petróleo sólo genera el 1,6% de la electricidad consumida en EEUU, es el responsable de mover el 96% del transporte del país. En 2008 EEUU importaba dos tercios del petróleo que consumía. Importaba desde Canadá, México, Arabia Saudí, Venezuela, Nigeria, Irak y Angola. Para conseguir energía, es necesario emplear energía. El sistema consiste en emplear una pequeña cantidad de energía para extraer una cantidad aún más grande. Esto se denomina Tasa de Retorno Energético (TRE) o lo que es lo mismo en inglés: Energy Return Of Energy Investment (EROEI). El petroleo convencional es un buen ejemplo. Es fácil extraer crudo de alta calidad que se bombea primero.
Los magnates del petróleo gastaban energía equivalente a un barril para extraer 100, con lo que la TRE equivale a 100%, algo muy rentable. A medida que se seguía extrayendo de la tierra, se tuvo que explorar los mares en busca de más o incluso buscarlo en otros países más lejanos, utilizando mayor cantidad de energía para conseguirlo. a menudo, el petróleo que se encuentra actualmente es de más baja calidad y más caro de refinar. La TRE del petróleo actual es menor de 10%. Si se utiliza más energía que la que se extrae deja de ser rentable.
Es posible convertir un combustible fósil en otro aunque parte de la energía contenida en el combustible original se pierde en el proceso. Por ejemplo, hay petróleo no-convencional: Arenas bituminosas y esquisto. Las primeras se encuentran principalmente en Canadá. dos tercios del esquisto mundial está en EEUU. Ambos pueden ser convertidos en petróleo sintético, sin embargo requiere de grandes cantidades de agua y calor, consumo de energía. Esto reduce el TRE hasta 5% e incluso 1,5%. el esquisto es un combustible extraordinariamente pobre. 1 Kg contiene aproximadamente dos tercios de la energía de una caja de cereales para el desayuno.
El carbón existen en enormes cantidades y genera casi la mitad de la electricidad del planeta. Sin embargo, la producción global de carbón tocará techo antes de 2040. La afirmación de que EEUU tiene el equivalente a siglos de carbón es indiscutible, si no se tiene en cuenta una demanda creciente y una calidad decreciente del carbón. La mayoría del "carbón antracita" de alta calidad ya se ha consumido, quedando carbón de baja calidad y con menor densidad energética. La producción de carbón aumenta a medida que se va agotando, y las minas deben cavar más profundo en áreas menos accesibles. Se utilizan métodos destructivos para llegar a los depósitos de carbón causando destrozos medioambientales.
El gas natural se encuentra a menudo junto con el petróleo y el carbón. Los hallazgos de gas convencional en EEUU hicieron techo en los años 50 mientras que la producción llegó a su máximo al principio de la década de 1970. Nuevos y recientes avances han permitido la extracción de gas natural no-convencional como el gas pizarra, lo que ayudará a compensar la caída de los próximos años. Este avance es el "fracking". Existe una gran controversia en cuanto al gas no-convencional puesto que necesita unos precios altos en gasto de energía para ser rentable. Aún con estos avances, es posible ver un pico en la producción mundial de gas aproximadamente en 2030.
Aún existen grandes reservas de uranio fisible. Para reemplazar los 10 Terawatios (TW) que se generan en el mundo a partir de combustibles fósiles, se necesitarían 10.000 centrales nucleares. A este ritmo, las reservas conocidas de uranio durarían de 10 a 20 años.
Los experimentos con reactores reproductores rápidos basados en plutonio en Francia y Japón, han resultado ser caros fracasos. La fusión nuclear se enfrenta a obstáculos técnicos enormes. Luego tenemos las energías renovables.
La eólica tiene un TRE alto pero es intermitente.
La hidroeléctrica es fiable, pero la mayoría de los ríos del mundo desarrollado ya tienen presas.
Las plantas de energía geotérmica convencionales utilizan los puntos calientes existentes cerca de la superficie de la Tierra, pero están limitadas a esas áreas.
La producción de energía obtenida por las olas del mar se encuentra también restringida a zonas costeras y la densidad energética de las olas varía de una región a otra. Además, transportar la energía generada por las olas a zonas interiores en los continentes es un gran reto. Incluyendo que la sal del medio marino es corrosiva, lo cual inutilizaría las turbinas constantemente.
Los biocombustibles son combustibles de cultivo.
La madera tiene una baja densidad de energía y crece lentamente. En el mundo se utilizan 15,5 km cúbicos de madera al año.
El biodiesel y el etanol se producen a partir de cosechas cultivadas mediante agricultura impulsada por petróleo. El beneficio energético de estos combustibles es muy bajo. Algunos políticos quieren convertir el maíz en etanol. Utilizando etanol para suplir un 10% del consumo de petróleo previsto para 2020 haría falta emplear un 3% de la superficie de EEUU. Para suplir un tercio del petróleo, se necesitaría el triple de superficie de la que se utiliza hoy para cultivar comida. Para suplir todo el consumo estadounidense de petróleo en 2020 se necesitaría el doble de la tierra que EEUU utiliza para cultivar alimentos.
 El hidrógeno tiene que ser extraído del gas natural, carbón o agua, lo que utiliza más energía que la que obtenemos del hidrógeno. Esto convierte a la economía del hidrógeno en algo inútil e improbable.
Todos los paneles fotovoltáicos del mundo generan tanta electricidad como dos centrales eléctricas de carbón. Se utiliza el equivalente a entre 1 y 4 toneladas de carbón para fabricar un único panel solar. Necesitaríamos cubrir unos 360.000 Km cuadrados con paneles para suplir la demanda mundial. en 2007 sólo unos 10 km cuadrados del planeta estaban cubiertos por paneles solares. La energía solar concentrada o solar térmica tiene un gran potencial, pero por ahora sólo hay un pequeño número de plantas operativas. también está limitada a zonas con climas soleados necesitando transmitir grandes cantidades de electricidad a través de largas distancias.
En definitiva, todas las alternativas al petróleo dependen de máquinas propulsadas por petróleo, o requieren materiales tales como plásticos que se producen a partir de petróleo.
Al escuchar anuncios de nuevas y asombrosas fuentes de energía o inventos deberíamos preguntarnos: ¿Tiene el postulante un modelo operativo comercial del invento?, ¿cuál es su densidad energética?, ¿se puede almacenar y distribuir fácilmente?, ¿es constante o intermitente?, ¿se puede escalar a nivel nacional?, ¿hay problemas ocultos de ingeniería sin resolver?, ¿cuál es la tasa de retorno energético (TRE)?, ¿cuál es el impacto medioambiental? Consideremos que las grandes cifras pueden ser engañosas. Por ejemplo: 1.000 millones de barriles de petróleo satisfacerían la demanda mundial sólo durante 12 días.
Una transición desde los combustibles fósiles sería un desafío enorme. En 2007, el 48,5% de la electricidad de EEUU provenía del carbón, 21,6% del gas natural, 1,6% del petróleo, 19,4% de centrales nucleares, 5,8% de hidroeléctricas y sólo un 2,5% de las renovables.
¿Es posible reemplazar un sistema basado en combustibles fósiles con un conjunto de alternativas? Se requieren grandes avances tecnológicos así como una voluntad política y cooperación, enormes inversiones, consenso internacional, la reconversión de la economía global de 45 billones de dólares, incluido el transporte, industrias manufactureras y producción agrícola, así como personal competente para gestionar el cambio. si se consigue todo esto, ¿podría continuar el modo de vida actual?.