98

LA ENERGA Y SU RELACIN CON LA SEGURIDAD Y DEFENSA

98

LA ENERGA Y SU RELACIN CON LA SEGURIDAD Y DEFENSA

LA ENERGA Y SU RELACIN CON LA SEGURIDAD Y DEFENSA

A Ricardo Manso, nuestro amigo, In Memoriam

SUMARIO

PRESENTACIN..0 Por Pedro Bernal Gutirrez

Captulo primeroESTRUCTURA DEL SECTOR ENERGTICO.00

Las energas fsiles...00Por Jos Luis Daz Fernndez

Energas renovables en el contexto energtico actual..00Por Manuel Romero lvarez

Energa nuclear00Por Rafael Caro Manso

Liberalizacin de los mercados espaoles de electricidad y gasistas00Por mariano Martn Rosado

Captulo segundoCHOQUES ENERGTICOS SOBRE ESPAA.. 00 Por Juan Velarde Fuentes

Captulo terceroTECNOLOGA NUCLEAR.00

Produccin de energa elctrica.00Por Rafael Caro Manso

Propulsin nuclear naval y energa nuclear en el espacio.00Por Carolina Ahnert Iglesias

La fusin nuclear...00Por Jos Manuel Perlado Martn

Aplicaciones no energticas de la energa nuclear.00Por Rafael Caro Manso y Ricardo Manso Casado

Residuos Radioactivos.00Por Ricardo Manso Casado

La seguridad nuclear00Por Emilio Mnguez Torres

Captulo cuartoCOMPONENTES ESTRATGICOS DE LA SEGURIDAD Y DEFENSA00

Proliferacin nuclear..00Por Guillermo Velarde Pinacho

Terrorismo nuclear.00Por Guillermo Velarde Pinacho y Natividad Carpintero Santamara RESUMEN000 COMPOSICIN DEL GRUPO DE TRABAJO000 NDICE..000

PRESENTACIN

PRESENTACIN

En nuestros das, el concepto de seguridad se ha visto sometido a profundas adaptaciones para adecuarlo al nuevo modelo de seguridad y defensa, el cual responde al actual y previsible escenario estratgico y al progresivo carcter multipolar y asimtrico que est adquiriendo el mundo. Ese modelo est basado principalmente en la seguridad compartida y defensa colectiva con nuestros socios y aliados, sin dejar de contemplar la capacidad de respuesta genuinamente nacional, y supone una ampliacin de conceptos anteriores, que estaban centrados en la defensa del territorio frente a una amenaza militar. El concepto ampliado contempla, por una parte, un variado espectro de amenazas y riesgos diversos, de naturaleza compleja e impredecible, difciles de identificar y definir. Por otra, en su bsqueda de paz y estabilidad, no se centra en adversarios concretos, cuyo papel viene a ser substituido por el conflicto en s mismo y por todo aquello que pueda poner en peligro los intereses de la sociedad, el normal desenvolvimiento de sus actividades o su deseable progreso. Ya no se trata nicamente de vencer la voluntad de un enemigo armado, sino de actuar en territorio nacional o fuera de l, con los medios que corresponda, frente a circunstancias de carcter muy diverso: medioambientales, sociales, econmicas, industriales, tecnolgicas, crisis regionales, actividades ilegales, etc., que afectan al propio modelo funcional en que se articula la Sociedad, y no slo a sus componentes sino tambin a su entorno, a sus relaciones con el exterior y a las fuentes de que se nutre. Esta visin integradora exige la unidad de accin de todos los medios del Estado y el apoyo de toda la Sociedad y centra la atencin en tener la adecuada capacidad de anticipacin y de reaccionar de forma proporcionada suficiente, contando para ello con las capacidades que hagan posible esa accin. Tambin lleva consigo una profunda transformacin de las Fuerzas Armadas, a las que se le asignan nuevas misiones de naturaleza no estrictamente militar, incluidas

las de apoyo a organismos civiles, subraya el valor de la Inteligencia y de la Tecnologa y plantea la necesidad de abordar los problemas con mentalidad creativa, contar con iniciativa y potenciar el estudio y la investigacin en todos estos campos, adquiriendo una importancia bsica en este sentido el potencial intelectual de la sociedad en su conjunto. No resulta pues extrao que entre los factores de seguridad nos encontremos con una larga y variada lista de temas como: economa, inmigracin ilegal, narcotrfico, medioambiente, tecnologa, capacidad industrial, educacin, demografa, energa y un largo etctera. En el caso de la energa y la seguridad podemos afirmar que se trata de dos

cuestiones estrechamente relacionadas entre s y de tal importancia que condicionan el actual panorama estratgico mundial. La energa constituye una de las piezas clave en las que se basa el actual modelo de desarrollo y de ella depende su viabilidad de cara al futuro. Por otra parte, la irregular distribucin geogrfica de las actuales fuentes de obtencin y las limitaciones que afectan a estos recursos le dan a la energa un

papel de primera fila como fuente potencial de prximos conflictos. Incluso algunos pensadores consideran que estamos ante una nueva guerra fra que gira en torno a la energa y se han vuelto a desenterrar antiguos conceptos geopolticos como el de la tierra corazn de Mac Kinder para identificar zonas geogrficas en Eurasia que pueden ser objeto de confrontacin. La diversificacin de fuentes de obtencin, las condiciones y caractersticas de su transporte y distribucin, su creciente consumo, y la influencia que el ciclo de la energa tiene sobre el medio ambiente, entre otros, constituyen los elementos de un modelo complejo con el que abordar la naturaleza de este factor de carcter estratgico, que merece decididamente ser objeto de estudio y seguimiento. En el mes de marzo de 2006, y teniendo en cuenta que la cuestin energtica es hoy en da una de las ms importantes en nuestro pas, se consider muy conveniente la creacin en el Centro Superior de Estudios de la Defensa Nacional (CESEDEN) de una Comisin de Estudios para la Energa y su relacin con la Seguridad y Defensa. Para ello se encarg al general Guillermo Velarde, con gran prestigio en esta materia, que reuniese a un grupo de especialistas con varias

dcadas de experiencia en su especialidad. A pesar de sus mltiples ocupaciones, todos ellos aceptaron formar parte de esta Comisin y trabajar dentro del marco del rigor cientfico e imparcialidad que, desde sus orgenes, han caracterizado al CESEDEN. El objetivo de la Comisin es el de proporcionar a la Sociedad Espaola una informacin rigurosa, actualizada e imparcial sobre los distintos aspectos que plantea la cuestin energtica, que deberan ser objeto de un debate profundo, con el propsito de que quede a disposicin de quienes han de afrontar decisiones responsables a la hora de acometer los usos de la energa en un futuro que, debido a la creciente demanda social y econmica, se presenta cada vez ms apremiante y lleno de interrogantes. La Comisin ha elaborado una Monografa en el que se abordan la proliferacin y el terrorismo nuclear; los choques energticos; la disponibilidad o carencia de energa y el fuerte impacto que sobre las diversas actividades econmicas e industriales puede suponer la falta de suministro en un momento dado; las energas fsiles y renovables; la economa de la energa; la energa de fisin nuclear y la cuestin de su seguridad y residuos radiactivos; la aplicacin de la energa nuclear en la medicina, en la industria y en la propulsin naval y en el espacio; la liberalizacin de los mercados y, por ultimo, la energa de fusin nuclear como posible futura fuente energtica de primer orden. En otro orden de cosas, durante la elaboracin de este trabajo, tuvimos el dolor de vivir el fallecimiento de Ricardo Manso, uno de los mximos especialistas en el campo de los residuos radiactivos. Por esta razn, deseamos que el resultado final de esta Comisin que se materializa en la Monografa que aqu presentamos, sea un pequeo homenaje a su persona y al recuerdo entraable que Ricardo dej entre nosotros.

PEDRO BERNAL GUTIRREZTeniente general director del CESEDEN.

CAPTULO PRIMERO

ESTRUCTURA DEL SECTOR ENERGTICO

ESTRUCTURA DEL SECTOR ENERGTICO

Por JOS LUIS DAZ FERNNDEZ

Las energas fsiles Resumen y conclusiones Todos los estudios responsables -Agencia Internacional de la Energa (AIE), Departamento de Energa de Estados Unidos, etc.- concuerdan en dos puntos: 1. El consumo mundial de energa primaria crecer entre los aos 2005 y 2030 a tasas anuales y acumulativas comprendidas entre el 1,2 y el 1,6%. 2. La participacin relativa de las energas fsiles se mantendr entre el 76 y el 80%, por lo que las emisiones de CO2 crecern a tasas similares a las del consumo de energa primaria. El autoabastecimiento de energas fsiles en Espaa es solamente del 5%, frente al 35% en el resto de los pases de la Unin Europea-25 y el 65% de Estados Unidos. Espaa importa prcticamente el 100% del petrleo y el gas natural que consume y el 70% del carbn. Dada la importancia que mantendrn las energas fsiles en las prximas dcadas, es necesario analizarlas separadamente, valorando sus ventajas e inconvenientes.EL CARBN

1. Ventajas: Es la energa fsil ms abundante. Las reservas estn diversificadas. El precio internacional es menos voltil que el del petrleo y gas natural. 2. Inconvenientes: Produce mayores emisiones de CO2 que las restantes energas fsiles. Uso casi exclusivo como combustible, si bien el desarrollo tecnolgico permitir fabricar, a partir del carbn, petrleo sinttico y obtener hidrgeno.

Las ventajas dan al carbn una alta garanta de suministro. Los inconvenientes se pueden soslayar con tecnologas de alto rendimiento, oxicombustin y almacenamiento del CO2 producido.GAS NATURAL LICUADO (GNL)

1. Ventajas: Existe gas natural para todo el presente siglo. Es un combustible limpio.

2. Inconvenientes: Reservas concentradas en pocos pases. Logstica cara. El transporte por gasoducto da una dependencia recproca productorconsumidor. Precios referenciados al petrleo o sus derivados. Uso casi exclusivo como combustible. La garanta de suministro es menos alta que en los casos del carbn y del petrleo debido a las peculiaridades del transporte. Sin embargo, la previsible expansin del transporte martimo en forma de GNL aumentar la seguridad del suministro. Espaa tiene el aprovisionamiento del gas natural insuficientemente diversificado, posee escasa capacidad de almacenamiento estratgico y, en cambio, dispone de numerosas plantas de regasificacin, lo que posibilitar en el futuro diversificar las importaciones.EL PETRLEO

1. Ventajas: Flexibilidad en sus aplicaciones. Logstica fcil y barata. Insustituible en el sector del transporte. 2. Inconvenientes:

Reservas para 40 aos, si bien esta duracin temporal se mantiene desde hace aos debido a nuevos descubrimientos y mejoras en las tecnologas de exploracin-produccin. Concentracin de las reservas (61% en el golfo Prsico). Capacidad de produccin poco superior a la demanda. Es necesario que la demanda mundial de petrleo convencional empiece a decrecer antes de que se alcance la capacidad mxima de produccin. Esto ser posible mejorando tecnologas alternativas tales como: Obtencin de gasleos a partir del gas natural (GTL) y del carbn (CTL). Produccin de crudos extrapesados, de los que existen enormes reservas en Canad y Venezuela. Segunda generacin de biocarburantes a partir de biomasas lignocelulsicas (biorefineras). Paralelamente, deber promoverse el desarrollo de vehculos de bajo consumo (hbridos gasolina electricidad o gasleo electricidad, mejoras en el diseo, materiales e instrumentacin, etc.) concediendo incentivos fiscales que compensen en alguna medida su mayor precio. Evolucin del consumo mundial de energa primaria El desarrollo econmico y social experimentado entre mediados del siglo XIX y finales del siglo XX se bas, por una parte, en la disponibilidad de energa abundante, barata y de calidad y, por otra, en el desarrollo de tecnologas que permitieron la utilizacin de esta energa. El cuadro 1 muestra el consumo de energa primaria en los aos 1900, 1973 y 2004 expresado en millones de toneladas equivalentes de petrleo (1). Los datos de estos dos ltimos aos proceden del World Energy Outlook 2006 de la AIE. Puede apreciarse que en el ao 1900 la mayor parte de la energa primaria la aportaba el carbn. El descubrimiento de la mquina de vapor haba permitido la

1

1 Tep = 10.000 termias = 10 millones de kilocaloras

utilizacin de esta fuente de energa en la industria, el ferrocarril y el transporte martimo. La aportacin de los hidrocarburos era mnima y las energas renovables (biomasas, elica y pequeos aprovechamientos hidrulicos) representaban el 28,0%.

1900 M Tep P e t r le o G a s N a tu ra l C a rb n E . N u c le a r E . H id r o e l c t r ic a B io m a s a s y r e s id u o s O t r a s r e n o v a b le s 2 T o ta l1 2

% 3 .0 1 .0 6 8 .0 --2 8 .0 -1 0 0 .0

1973 M Tep 2 .8 3 3 979 1 .4 9 6 53 110 675 6 6 .1 5 4

% 4 6 .0 1 5 .9 2 4 .3 0 .9 1 .8 1 1 .0 0 .1 100

2004 M Tep 3 .9 5 1 2 .3 0 7 2 .7 7 6 714 242 1 .1 7 6 57 1 1 .2 2 3

% 3 5 .2 2 0 .6 2 4 .7 6 .4 2 .1 1 0 .4 0 .5 100

V a r i a c i n 1 9 7 3 /2 0 0 4 a .a . 1 .1 2 .8 2 .0 8 .7 2 .6 1 .8 - 2 .0

18 6 408 --1681 -600

I n c lu y e t o d a s la s r e n o v a b le s E lic a , s o la r , g e o t r m ic a , e t c .

En el ao 1973 la situacin era muy diferente. El petrleo pas a representar el 46%, los hidrocarburos en su conjunto el 62%, el carbn retrocedi del 68% al 24% y las energas renovables del 28% al 13%, apareciendo una nueva energa, la nuclear. Las dos crisis del petrleo iniciadas en la dcada de los aos setenta dieron lugar a que en el ao 2004 perdiera posiciones esta energa, hasta descender al 35%, en beneficio del gas natural y de la energa nuclear. Las energas renovables siguieron estabilizadas en el 13%. La razn del paso del carbn al petrleo fue principalmente su ventaja en el sector del transporte. El descubrimiento de los motores de combustin interna a finales del siglo XIX y de los de reaccin a mediados del siglo XX dieron lugar a un extraordinario desarrollo del transporte terrestre, martimo y areo, desplazando en los dos primeros al carbn. El crecimiento econmico del siglo XX ha estado asociado a la mejora de la movilidad de personas y mercancas promovida por la utilizacin de los derivados del petrleo. Desde hace varias dcadas, el petrleo cubre el 95% de las necesidades del sector del transporte. Tambin el petrleo ha desplazado al carbn como materia prima de la industria qumica. En las

aplicaciones industriales, especialmente en la generacin elctrica, el petrleo ha perdido terreno progresivamente.

1973 M Tep %

2004 M Tep %

Incremento a.a. 1973 - 2004

OCDE Estados Unidos Resto del mundo China

3.833 1.763 2.320 443

62 29 38 7

5.590 2.324 5.632 1.650

50 21 50 15

1,2 0,9 3,2 4,3

En cuanto al gas natural, son evidentes sus ventajas como combustible limpio. Como contrapartida, su logstica es ms compleja que la del petrleo, razn por la cual su penetracin ha sido ms lenta. Es interesante analizar la evolucin del consumo por reas geogrficas (cuadro 2). Se aprecia el descenso relativo de los pases de la Organizacin de Cooperacin y Desarrollo Econmico (OCDE) y de Estados Unidos y el fuerte crecimiento China, cuyo consumo ha pasado de ser el 25% del de Estados Unidos en 1973 al 71% en el ao 2004. El consumo de energa por habitante en 2004 ha sido en los pases de la OCDE (18% de la poblacin mundial) 4,3 veces el de los 5.108 millones del resto del mundo y ms de siete veces el de frica. Las diferencias en el consumo de electricidad son an mayores: 6,6 y 15 veces respectivamente. Todava en el ao 2004, 1.600 millones de personas (el 25% de la poblacin mundial) carecan de electricidad y 2.500 millones de personas utilizaban maderas, carbn vegetal y residuos agrcolas y animales para sus necesidades domsticas (cocina y calefaccin). El uso ineficiente de estas biomasas y la polucin que generan da lugar a que 1,3 millones de personas mueran prematuramente cada ao.

En frica, la mitad de la energa consumida son biomasas, frente al 3% de los pases desarrollados. Estos datos son importantes para enmarcar la tendencia del consumo mundial de energa primaria. Para gran parte de la poblacin mundial, la preocupacin fundamental es disponer de energa suficiente y lo ms barata posible para sustentar un desarrollo econmico que es imprescindible, pasando a segundo plano las inquietudes medioambientales. Por el contrario, los pases desarrollados pueden permitirse disponer de energas ms caras, pero ms respetuosas con el medio ambiente. El gran desafo es hacer compatible ambas aspiraciones. Evolucin prevista del consumo de energa primaria Los estudios realizados por el Departamento de Energa de Estados Unidos (Internacional Energy Outlook 2006) y la AIE (World Energy Outlook 2006) respecto de la demanda de energa y su estructura en el ao 2030 son bastante concordantes. Se describirn estos ltimos. La AIE considera dos escenarios. En el escenario base se incluyen medidas y polticas ya adoptadas a mediados del ao 2006, pero todava parcialmente implementadas. El escenario alternativo incluye medidas que se estn considerando por los gobiernos, pero que an no han sido adoptadas, tales como esfuerzos adicionales en la eficiencia en la produccin y uso de la energa y en el impulso de energas alternativas a las fsiles (nuclear, hidroelctrica, biomasas, elica, etc.). El cuadro 3 resume ambos escenarios.

Se aprecian los resultados de una poltica decidida en materia de ahorro energtico, cuyos detalles se vern ms tarde. El consumo de energa en el escenario alternativo crecera un 37%, frente al 52% en el escenario base, es decir, el consumo mundial disminuira en cerca de 1.700 millones de Tep. Por otra parte, la menor participacin de las energas fsiles disminuira del 81% en el escenario base al 77% en el alternativo. Ambos efectos dan lugar a que el crecimiento de las emisiones de CO2 descendera del 55% en el escenario base al 31% en el escenario alternativo.

Cuadro 4. Consumo por reas geogrficas.

En cuanto a la evolucin geogrfica del consumo se aprecia una tendencia a reducir el desequilibrio entre pases de la OCDE y el resto del mundo (cuadro 4). El consumo en China en el ao 2030 superara al de Estados Unidos.

Por ltimo, el cuadro 5 refleja la evolucin de la produccin de electricidad expresado en Terawatios hora, (Twh).

2004 Twh % Petrleo Gas Natural Carbn Nuclear Hidroelectricidad Biomasas Elica Resto renovables Total 1.161 3.412 6.917 2.740 2.809 227 82 60 17.407 6,7 19,6 39,7 15,7 16,1 1,3 0,5 0,3 100,0

2030 Twh % 869 6.170 10.914 4.106 4.903 983 1.440 448 29.835 2,9 20,7 36,6 13,8 16,4 3,3 4,8 1,5 100,0

Cuadro 5. Evolucin produccin de electricidad (escenario alternativo).

Destacan los aspectos siguientes: Crecimiento del consumo de electricidad del 71%, frente al 37% del consumo de energa primaria. La participacin del consumo de energa en la produccin de electricidad pasara de cerca del 40% a cerca del 50%. Las energas fsiles reduciran su participacin del 66% al 60%. Las energas renovables incrementaran su participacin del 18% al 26% mientras que la energa nuclear descendera ligeramente. Para el ao 2050 la Agencia ha considerado otros escenarios, entre ellos el llamado Tecnologa Acelerada (ACT) que incluye las tecnologas que se estiman sern viables dentro de dos dcadas, incluidas las de baja emisin del carbn con la captura y almacenamiento de CO2 a un coste de menos de 25 dlares por tonelada no emitida y el TECH Plus en el que, adems, se consiguen reducciones de costes adicionales en las celdas de combustible y se desarrollan las tecnologas renovables de generacin elctrica, los biocombustibles y la energa nuclear (figura 1). Puede apreciarse que aun en el ms optimista de los casos la demanda de petrleo convencional seguir siendo del mismo orden que la actual (unos 4.000 millones de toneladas), aportando las restantes necesidades del sector de automocin los

biocombustibles, los combustibles sintticos a partir del carbn (CTL) y del gas natural (GTL), a los que me referir posteriormente, y el hidrgeno. Esta persistencia de la demanda de petrleo es debida al aumento del parque de vehculos. La figura 2 refleja la evolucin de la poblacin y del parque de vehculos desde el ao 1980 y la esperada hasta el ao 2030. Puede apreciarse que entre los aos 2000 y 2030 se espera un crecimiento de la poblacin del 33% y una duplicacin del parque de vehculos. Esta evolucin obedece fundamentalmente al fuerte crecimiento econmico de China y la India, con una poblacin conjunta de 2.300 millones de habitantes. El potencial de China es enorme si tenemos en cuenta que en el ao 2002 tena cinco millones de automviles, cifra que se compara con 130 millones en Estados Unidos, en el mismo ao con una poblacin que era menos de la cuarta parte de la de China.

Figura 1. Demanda de petrleo a largo plazo (2005-2050)

Figura 2. Evolucin de la poblacin y del parque de vehculos (1980-2030)

La pregunta que cabe hacerse es la siguiente: habr oferta suficiente de energas fsiles en las prximas dcadas para atender a esta demanda? Las energas fsiles I. El carbn El carbn es la fuente de energa fsil ms abundante del mundo. En contenido energtico, las reservas mundiales de carbn equivalen a casi tres veces las de petrleo o las de gas natural y son suficientes para satisfacer la demanda actual durante 155 aos. El cuadro 6 recoge las reservas, produccin y consumo de carbn en el ao 2005. Puede apreciarse que los pases con mayores reservas de carbn son Estados Unidos (27%), Federacin Rusa (17%) y China (13%) y los mayores productores y consumidores China (34%) y Estados Unidos (20%). En China el carbn representa el 69% del consumo de energa primaria y en Estados Unidos el 24%. La combustin del carbn produce fuertes emisiones de partculas slidas (inquemados), SO2, NOX, CO y CO2. Algunas de estas emisiones se han reducido sustancialmente en los ltimos aos: las partculas se eliminan por precipitacin electrosttica, el SO2 por depuracin de los gases, los NOX por menores temperaturas de combustin y el CO por mejora de la combustin. En cambio, las emisiones de CO2 siguen siendo importantes.

RESERVAS (R) M Tep Estados Unidos Federacin Rusa China India Otros Total Espaa 121 78 58 43 130 448 0,17 % 27,1 17,3 12,6 10,2 32,8 100,0

PRODUCCIN (P) M Tep 576 137 1.110 200 864 2.887 6,4 % 20,0 4,7 38,4 6,9 30,0 100,0 0,2

CONSUMO M Tep 575 112 1.082 213 948 2.930 21,4 % 19,6 3,8 36,9 7,3 32,4 100,0 0,7 R R/P 240 >500 52 217 150 155 27

Cuadro 6. Reservas produccin y consumo de carbn (ao 2005)

Ejemplo de tecnologa limpia es la combustin en lecho fluido que se basa en la inyeccin de una corriente continua de aire para crear un lecho mixto inerte, en general con caliza, y partculas de carbn. La suspensin del carbn en el lecho fluido permite una mejor combustin (menor produccin de CO); menor temperatura de combustin que en las calderas de lecho esttico (a una temperatura entre 850C y 900C la formacin de NOX a partir del nitrgeno del aire est prcticamente inhibida); calcinacin de la caliza con produccin de xido clcico muy poroso que se combina con el SO2 de los gases y produce sulfato clcico, que se elimina con las partculas inquemadas del carbn. Ejemplo de esta tecnologa es la central trmica de La Pereda, en Asturias, de 50 Mw ( Megavatio) de potencia, que se alimenta con una mezcla que contiene un 62% de cenizas y un poder calorfico inferior de poco ms de 2.000 kcal/kg (Kilocaloras/kilogramos).. Las emisiones son limpias en lo que se refiere a SO2, CO, NOX y ceniza. El inconveniente de estas centrales es que sus rendimientos son bajos, del orden del 34%. Por tanto, una central de estas caractersticas emite, a igual produccin de energa, 2,8 veces lo que una central de ciclo combinado alimentada con gas natural. El futuro del carbn pasa por dos tecnologas maduras pero que se deben mejorar en costes. La primera, la gasificacin del carbn y la generacin de electricidad en centrales de ciclo combinado. La segunda la constituyen las centrales hipercrticas.

Respecto de las primeras, en Espaa existe una planta de esta naturaleza en Puertollano, operada por la empresa El Cogs en la que participan las principales compaas elctricas de Espaa, Reino Unido, Alemania, Francia, Italia y Portugal. La potencia elctrica es de 320 Mw y el combustible utilizado el carbn de la zona y coque de petrleo. El proceso consiste en la gasificacin del carbn y del coque obteniendo gas de sntesis (CO+H2) que alimenta una central elctrica de ciclo combinado. El rendimiento terico global puede llegar al 46% y las emisiones de SO2, NOX y partculas son muy inferiores a las toleradas por la Unin Europea. Tambin puede utilizarse el gas de sntesis para la fabricacin de petrleo sinttico (tecnologa CTL). En los ltimos diez aos se ha iniciado la construccin de centrales elctricas con el ciclo clsico de combustin externa pero operando a presin y temperatura del agua por encima de su punto crtico (220 bar, 381C). El fluido hipercrtico monofsico puede alcanzar temperaturas ms altas y por tanto rendimientos sustancialmente ms elevados. La primera generacin, ya en operacin, alcanza presiones de 240 bar, temperaturas de 560C y rendimientos del 48%. Se prev que en la prxima dcada se alcancen los 380 bar, los 720C y rendimientos del 55%. Dicho lmite exigir mejoras de calidad en los materiales y en la configuracin de los tubos de la caldera as como mayores potencias unitarias (600-800 Mw) que permitan operar en el punto ptimo de la economa de escala. Las emisiones de CO2 se reducen en un 40% respecto de las centrales convencionales.

Petrleo Estados Unidos China India Federacin Rusa 2,4% 1,3% 0,5% 6,2%

Gas Natural 3,0% 1,3% 0,6% 26,6%

Carbn Consumo energa 27,1% 12,6% 10,2% 17,3% 22,2% 14,7% 3,7% 6,4%

Cuadro 7. Porcentaje de las reservas mundiales de energas fsiles en Estados Unidos, China, India y Rusia (2005)

Por tanto, el carbn est lejos de ser una energa del pasado. Los aumentos de productividad de la minera (en Estados Unidos se ha multiplicado por 2,5 en los ltimos 25 aos), el hecho de que se trate de una energa autctona a la que

difcilmente pueden renunciar pases que pretenden el liderazgo mundial econmico y poltico, la carencia de reservas significativas de petrleo y gas en estos pases y las extraordinarias mejoras tecnolgicas que se estn consiguiendo en la utilizacin del carbn, confieren a esta fuente de energa un futuro importante en las prximas dcadas. A los efectos de analizar la evolucin futura de la participacin del carbn en el abastecimiento energtico mundial, es preciso hacer algunas reflexiones. El cuadro 7 representa el porcentaje de las reservas mundiales de petrleo, gas y carbn de una serie de pases. Del cuadro anterior se deducen dos cosas: la primera, que el carbn seguir desempeando un papel importante en pases como Estados Unidos, China e India, ricos en carbn, con reservas muy escasas de petrleo y gas natural y que desean mantener un alto grado de autoabastecimiento energtico. En Estados Unidos casi la mitad de la electricidad generada se obtiene a partir del carbn y en China este porcentaje se eleva a casi el 80%. Por tanto, an cuando se utilicen cada vez centrales de carbn con mayores rendimientos, las emisiones de CO2 sern muy importantes. Esto indica la necesidad de investigar activamente las modalidades de segregacin del CO2 y su posterior secuestro, lo que convertira en limpias estas centrales trmicas. Los sistemas de oxicombustin (gasificacin o la combustin con oxgeno) permiten tener como productos finales solamente CO2 y H2O, fcilmente separables, lo que facilita el posterior almacenamiento del CO2. En lo que se refiere a la Unin Europea y, en particular, a Espaa, el carbn debera desempear un papel de cierta relevancia en las prximas dcadas debido a la importancia de las reservas mundiales, a su diversificacin y a la menor volatilidad de precios. En estos momentos, en los que constituye un motivo de preocupacin la excesiva dependencia de las importaciones de energas fsiles, es indudable que el carbn aminora el riesgo de interrupciones en el suministro. En resumen, debera impulsarse un consumo razonable de carbn sobre la base de su utilizacin lo ms limpia posible, por la doble va del alto rendimiento en la generacin de electricidad que permiten las modernas tecnologas disponibles (centrales hipercrticas) y del secuestro de las emisiones de CO2. Tampoco pueden

olvidarse las posibilidades que el carbn ofrece como materia prima para la produccin de petrleo sinttico y para la obtencin de hidrgeno, que ser un vector energtico de importancia creciente en la segunda mitad del siglo XXI. Las energas fsiles II. El gas naturalCARACTERSTICAS DEL SECTOR DEL GAS NATURAL

El gas natural puede transportarse por tubera en estado gaseoso (gasoductos) o por barco en estado lquido (GNL). La temperatura crtica del metano es del -82,5 C y la presin crtica 45,8 bar. La licuacin a la presin atmosfrica requiere una temperatura inferior a -160 C, ocupando a esta temperatura un espacio 610 veces inferior al que ocupa en estado gaseoso a la presin atmosfrica. Las dificultades del transporte del gas natural a larga distancia han dado lugar a que su consumo se haya desarrollado en los pases industrializados que han encontrado reservas de esta fuente de energa. La utilizacin de este gas natural propio requera la creacin de una infraestructura que ha sido despus utilizable para canalizar el gas importado. As ha sucedido con los descubrimientos en Italia en el valle del Po, en Francia en Lacq, en Alemania y Holanda en Groninga, en el Reino Unido en el mar del Norte o en Estados Unidos. Puede constatarse la dificultad del transporte del gas natural analizando el destino del gas producido. En el mundo, en el ao 2005 solamente se export el 26,3% del gas producido, el 6,9% en forma de GNL y el 19,4% por gasoducto a pases prximos: Canad a Estados Unidos (3,8%), Holanda, Noruega y Reino al resto de Europa (5,5%) y Federacin Rusa a Europa (5,5%). En el transporte de GNL, la licuacin representa el coste ms elevado de la cadena de transporte no slo por la inversin requerida, sino tambin por el alto consumo de energa que era del 16% del gas licuado en las primeras plantas y que ahora se sita en torno al 10%. El coste del transporte martimo de gas natural por unidad energtica es del orden de cinco veces el del transporte de petrleo por varias razones: mayor inversin y costes de operacin y mantenimiento. Las empresas productoras de petrleo suelen ser tambin las productoras de gas natural, dado que las tecnologas de exploracin y produccin son las mismas y las producciones estn con frecuencia asociadas. Sin embargo, as como en el caso del petrleo las empresas se han integrado verticalmente hasta llegar al consumidor

final, en el sector del gas natural pocas empresas estn integradas en la distribucin y comercializacin final, tal vez porque en muchos pases desarrollados, hasta fechas relativamente recientes, el gas natural se distribua y comercializaba a travs de monopolios pblicos. El gas natural es un combustible limpio, carente de impurezas. Su combustin produce emisiones de CO2 que, a igual valor energtico, son un 18% inferiores a las de los derivados del petrleo y un 43% inferiores a las de carbn. Su utilizacin en la generacin de electricidad en centrales de ciclo combinado en las que se puede alcanzar rendimientos del 55% da lugar a emisiones que son del orden del 30% de las producidas en una central convencional de carbn. En algunos pases, especialmente en Argentina, se utiliza el gas natural en el sector de automocin. Los vehculos que utilizan este combustible pueden transportarlo en fase gaseosa, comprimido a 200 bar (GNC) o en fase lquida (GNL) en tanques criognicos. El metano presenta todas las ventajas asociadas a la carburacin en fase gaseosa y ofrece una excelente resistencia al autoencendido. Su ndice de octano (130) permite alcanzar compresiones elevadas. Presenta, sin embargo, inconvenientes. La comercializacin del gas natural est condicionada por las tcnicas de almacenamiento en el vehculo. Un depsito con gas natural a 200 bar puede plantear problemas de seguridad. Por otra parte, la autonoma es menor debido a la baja densidad del producto. Una opcin tecnolgicamente segura es la conversin del gas natural en un petrleo sinttico (GTL), que consiste en la oxidacin parcial o el reformado del gas natural en vapor para obtener un gas de sntesis formado por monxido de carbono e hidrgeno. A partir de este gas, por el proceso de Fischer-Tropsch, se obtiene un petrleo sinttico compuesto de hidrocarburos saturados de cadena larga. Este petrleo se transporta fcil y econmicamente hasta las refineras de petrleo en las que mediante unidades de hydrocracking se pueden obtener gasleos de excelente calidad. Estas plantas pueden estar aconsejadas cuando el gas natural est en lugares alejados y en cantidades que no justifican las elevadas inversiones de la cadena de GNL. Desde el punto de vista tcnico, este proceso es maduro. Su economa depende fundamentalmente de diferencias de precio entre el gas natural y el petrleo sinttico que se obtiene.

RESERVAS Y PRODUCCIN DE GAS NATURAL

Las reservas de gas natural han evolucionado de la forma indicada en la figura 3, habiendo pasado de 63 billones de metros cbicos en el ao 1975 a 180 en el ao 2005, lo que representa un incremento del 186%. Por tanto, las reservas han aumentado en 30 aos en 117 billones de metros cbicos despus de haberse producido en ese perodo 58 billones. Estas reservas se distribuyen ms equilibradamente en el caso del petrleo, tal como se refleja en el cuadro 8. En Oriente Medio se concentra el 40% de las reservas de gas natural, frente al 62% las de petrleo. Destacan igualmente las reservas de la antigua Unin Sovitica, algo inferiores a las de Oriente Medio. Las de la Unin Europea representan solamente el 1,4% de las mundiales, mientras que su consumo asciende al 17,1%. Europa es, por tanto, un fuerte importador de gas natural. An cuando las reservas de gas natural estn ms diversificadas que las de petrleo, los pases del Golfo, la antigua Unin Sovitica, Venezuela, Argelia y Nigeria acumulan 144,6 billones de metros cbicos, equivalentes al 80% de las reservas mundiales.Reservas probadas

200 180

Billones de metros cbicos

160 140 120 100 80 60 40 20 075 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05

Figura 3. Evolucin reservas mundiales de gas natural

Cuadro 8. Distribucin de las reservas mundiales de gas natural (1985 y 2005)

La relacin reservas/produccin se elevan a 65, es decir, habra gas natural para 65 aos a los niveles de consumo actuales. En estas cifras se incluyen solamente las reservas econmica y tecnolgicamente recuperables en las condiciones actuales. Segn expertos del Instituto de Tecnologa de Massachusetts, existen reservas para al menos el siglo actual si se incluyen las alejadas de los centros de consumo y de volumen relativamente limitado. La produccin mundial de gas natural ha aumentado desde 1,26 billones de metros cbicos en el ao 1976 a 2,76 billones en el ao 2005, es decir, ha aumentado en este periodo a tasas anuales del 2,7%. La relacin de reservas a produccin se ha incrementado desde 51 en el ao 1976 a 65 en el ao 2005. El cuadro 9 recoge la distribucin de la produccin mundial de gas natural en el ao 2005 expresada en miles de millones de metros cbicos (bcm).

Amrica del Norte Estados Unidos Sur y Centroamrica Argentina Trinidad y Tobago Venezuela Europa Antigua Unin Sovitica Oriente Medio frica Argelia Egipto Nigeria Asia Pacfico TOTAL

bcm 751 526 136 46 29 29 301 760 293 163 88 35 22 360 2.763

% 27,2 19,0 4,9 1,7 1,0 1,0 10,9 27,5 10,6 5,9 3,2 1,3 0,8 13,0 100,0

Fuente: BP Statistical Review BP 2006Cuadro 9. Produccin de gas natural en el mundo (2005)

De la comparacin de los cuadros 8 y 9 se deduce, en primer lugar el fuerte ritmo de produccin de Estados Unidos comparado con sus reservas. Sin embargo, debe sealarse que su produccin se ha mantenido estabilizada durante los diez ltimos aos (del orden de 530 bcm/ao, es decir, 5.300 bcm en diez aos) y que a finales de 2005 sus reservas eran de 5.450 bcm, superiores a las de diez aos antes. Se aprecia igualmente la baja produccin de Oriente Medio comparada con sus reservas: R/P=250, debido a la lejana de los centros de consumo, lo que indica el fuerte potencial existente. Parecida consideracin puede hacerse con Nigeria (R/P=240) y con Venezuela (R/P=150). En cuanto al consumo, el cuadro 10 refleja los datos del ao 2005 expresados en bcm.

bcm Amrica del Norte Estados Unidos Sur y Centro Amrica Europa Espaa UE-25 Antigua URSS Oriente Medio frica Asa Pacfico China TOTAL 596 251 71 407 47 2.750 775 634 124 526 32 471

% 28,2 23,0 4,5 19,1 1,2 17,1 21,7 9,1 2,6 14,8 1,7 100

Autoabasteci miento (%) 97 83 110 57 42 128 117 230 88 106

Fuente: BP Statistical Review BP 2006

Cuadro 10. Consumo mundial de gas natural (2005)

Puede apreciarse el alto nivel de autoabastecimiento de Estados Unidos (83%), frente al 42% de Europa y el 0% de Espaa. En los diez ltimos aos, el consumo de gas natural en el mundo se ha incrementado en un 28% y el de Espaa en el 289%.EL GAS NATURAL EN ESPAA

El proceso de incorporacin del gas natural en Espaa se inici en el ao 1966 con la firma de un contrato con Libia para la importacin de 1.000 bcm al ao. El desarrollo de esta fuente de energa fue muy lento. Fue en el ao 1985 cuando se dio un gran impulso a la construccin de infraestructuras que se ha materializado en una densa red de gasoductos, varias plantas de licuacin y la conexin por gasoducto con Argelia a travs de Marruecos y con Francia.

El consumo de gas natural en Espaa ha pasado de 8,3 bcm en 1995 a 33,3 bcm (2) en el ao 2005, con crecimiento a tasas del 14,6%. Desgraciadamente, las reservas y la produccin de gas natural en Espaa son prcticamente nulas. En el ao 2005, el 32% del gas natural importado procedi de Argelia, el 20% de Nigeria, el 15 de Qatar, el 12 de Egipto, el 9% de Trinidad y Tobago y el resto de diversas procedencias (Noruega, Omn, Libia, etc.). Es de destacar la participacin de Argelia, que podra incrementarse con la conexin directa a travs del nuevo gasoducto Medgas. La disponibilidad de seis plantas de regasificacin en operacin o en construccin Barcelona, Cartagena, Huelva, Bilbao, Sagunto y Mugardos (Galicia)- aportan a Espaa una ventaja para la diversificacin del aprovisionamiento. La excesiva dependencia del gas argelino se est reduciendo: 60% en el ao 2000, 57% en 2002, 44% en 2005 y 32% en el ao 2006. Un punto dbil del sistema logstico espaol es la limitada capacidad de almacenamiento de gas natural. Existen dos almacenamientos subterrneos que son antiguos yacimientos de gas repletados: el de Serralbo (Huesca), con una capacidad mxima til de 0,68 bcm y el de Gaviota (Vizcaya), con una capacidad mxima til de 0,88 bcm (3). La capacidad de almacenamiento de las plantas de regasificacin en operacin y construccin ser del orden de 1,40 bcm. Segn la Comisin Nacional de Energa, en 2007 el sistema contar con una capacidad mxima de almacenamiento de 48 das de demanda firme diaria, descompuesto en 18 das de almacenamiento operativo y 30 de almacenamiento disponible. En conclusin, puede resumirse la situacin del abastecimiento de gas natural en Espaa del modo siguiente: Desarrollo importante de esta fuente energtica, que hacia el ao 2010 representar el 22-23 del consumo de energa primaria, en lnea con la participacin en los pases desarrollados. Total dependencia de la importacin.

2 3

Cifras provisionales

Capacidad til es el mximo volumen de gas que puede extraerse cuando el almacenamiento est lleno, sin poner en peligro la integridad del mismo.

Insuficiente diversificacin de los aprovisionamientos, que mejorar con la entrada en servicio de las nuevas plantas de regasificacin y empeorar con la construccin del Medgas. Escasa capacidad de almacenamiento estratgico. Las energas fsiles III. El petrleoEVOLUCIN HISTRICA

La importancia creciente tanto econmica como estratgica del petrleo justifica que se analice el desarrollo de esta industria hasta llegar a la complicada situacin actual, comenzando por el nacimiento de las grandes multinacionales, las seven sister, cuyo podero fue en algunas pocas extraordinario. La primera gran compaa fue la Standard Oil, creada por John Rockefeller, que a finales del siglo XIX lleg a controlar gran parte del refino de petrleo en Estados Unidos y del comercio mundial de productos. En el ao 1911, la Standard Oil, en aplicacin de la Sherman Act del ao 1890, que condenaba toda coalicin susceptible de restringir el comercio y los intercambios, fue obligada a desmembrarse en 33 compaas independientes, entre ellas Esso, Mobil (inicialmente la Standard Oil de Nueva York) y Chevron (la Standard Oil de California). As nacieron tres de las siete grandes multinacionales. La segunda gran compaa petrolera fue la Royal Dutch Shell, creada en el ao 1907. Fue el resultado de la asociacin de la Royal Dutch holandesa, que tena una pequea produccin de petrleo en las Indias Holandesas y la Shell Transport inglesa, que haba desarrollado una gran actividad comercial. En esta asociacin, cuya frmula jurdica se mantuvo hasta fechas recientes, la participacin de la Royal Dutch era del 60% y la de Shell Transport del 40%. La Royal Dutch Shell quiso impedir la creacin del Monopolio espaol de petrleo en el ao 1927 amenazando con cortar los suministros de petrleo y productos suyos y de las dems multinacionales a Espaa si se materializaba el proyecto, y lo llev a efecto durante algunos aos. La tercera gran compaa es la actual BP, cuyo origen se remonta al ao 1901. En este ao, William Knox DArcy consigui una concesin en Persia por 60 aos que cubra casi todo el pas. En el ao 1908 descubri un gran yacimiento de petrleo y pas a denominarse Anglo-Iranian Oil Company. Al final de la Primera Guerra

Mundial, el Gobierno britnico adquiri el 51%. En el ao 1950 pas a denominarse British Petroleum y actualmente es totalmente privada. Por ltimo, en el ao 1901 se crearon dos compaas, Gulf y Texaco, que descubrieron petrleo en el estado de Texas y que adquiriran posteriormente talla internacional. As nacieron las siete grandes multinacionales Esso, Mobil, Chevron, Shell, BP, Gula, y Texaco, que en los ltimos aos se han fusionado recucindose a cuatro compaas: Esso-Mobil, Shell, BP y Chevron-Gulf-Texaco, que son, en este orden, las ms grandes compaas petroleras del mundo. En la dcada de los aos veinte del pasado siglo algunos pases europeos crearon sus empresas nacionales. As sucedi en Francia, que en 1924 cre la CFP (Compagnie Franaise des Petroles), a la que se transfirieron los activos petroleros del Deutsche Bank en Irak. Esta empresa aumentara de dimensin con la absorcin de Elf y, bajo el nombre de Total, es una de las grandes multinacionales. A su vez, Italia cre el Administracin General Italiana de Petrleo (AGIP), una de cuyas filiales, nacida en 1953, era el ENI (Ente Nazionale de Idrocarburi). Actualmente es una gran empresa, comparable a Total, con excelente patrimonio minero y alto nivel tecnolgico. Por ltimo, en el ao 1927 se cre Campsa en Espaa, con la finalidad de actuar como una empresa integrada: exploracin, produccin, transporte, refino y comercializacin. En el ao 1947 se liberaliz el sector de refino, constituyndose por orden cronolgico las refineras de Cartagena, Puertollano, La Corua, Castelln, Huelva, Algeciras, Bilbao y Tarragona, limitndose la actuacin de Campsa a la distribucin y comercializacin de productos petrolferos. En el ao 1992 desapareci el Monopolio de Petrleo. Campsa, bajo la denominacin de CLH, concentr su actividad en la logstica y se consolidaron dos empresas espaolas integradas: Repsol (despus Repsol YPF) y Cepsa. En 1960 se cre la Organizacin de Pases Exportadores de Petrleo (OPEP) del que formaban parte, entre otros, Arabia Saud, Irn, Irak, los Emiratos, Venezuela, Argelia y Libia. Su objetivo era, a corto plazo, incrementar los ingresos derivados del petrleo y, a largo plazo, el control de las reservas. Ambos objetivos se fueron

consiguiendo de modo progresivo, alcanzando el control de las reservas en la segunda mitad de la dcada de los aos setenta.

1995 109 MTep Estados Unidos y Canad Latinoamrica Argentina Mxico Venezuela Europa y Eurasia Noruega Reino Unido Kazakhstan Federacin Rusa Oriente Medio Irn Iraq Kuwait Arabia Saudita Emiratos frica Argelia Angola Libia Nigeria Asia Pacfico Total Mundo OCDE OPEP Fuente: BP Statistical Review 2006 1,3 0,4 3,9 2,8 5,3 139,9 14,6 107,2 12,8 13,6 13,1 35,6 13,0 9,6 1,5 1,2 5,1 4,8 5,4 163,6 10,6 123,2 1,5 0,6 --90,1 18,9 15,5 14,0 36,3 13,0 15,2 1,0% 0,8% 3,3% 3,0% 0,3 7,0 9,4 11,1 1,3 0,5 5,4 10,2 101,2 5,3 18,9 0,3 1,9 11,5 19,2 0,8% 0,3% 3,3% 6,2% 109 MTep 5,9 16,7 0,2% 1,1% 6,6%

2005 % 3,8 9,7 8,7 10,0 72,6 11,7 8,9 6,1 79,6 21,4 61,9 11,5% 9,6% 8,5% 22,0% 8,1% 9,5 16,6 19,9 63,0 38,4 3,4 100,0 6,7 75,2 13,8 40,6 11,2 73,1(*) Ms de 100 aos

Ratio R/P 13,0 42,0

22

81,0 93(*) (*)

65,6 97,4 31,8

Cuadro 11. Evolucin de las reservas mundiales de petrleo: 1995-2005 (en miles de millones de toneladas)

En los aos noventa algunos pases de la OPEP fueron dando entrada a compaas petroleras privadas, pero en los ltimos aos se viene observando una tendencia al nacionalismo de manera tal que actualmente las compaas multinacionales tienen en la prctica acceso limitado a pases que poseen ms del 80% de las reservas mundiales de petrleo (OPEP, Mxico, Federacin Rusa, etc.). La trascendencia geopoltica de esta situacin es evidente.RESERVAS Y PRODUCCIN DE PETRLEO

Las reservas mundiales de petrleo han evolucionados entre los aos 1984 y 2005 de la forma que se indica en el cuadro 11. Se aprecia una fuerte concentracin de las reservas. As, en Oriente Medio se acumula el 61,7% del petrleo recuperable, las reservas de la OPEP representan el 75,2% y, estas ltimas, sumadas a las de Mxico y la antigua Unin Sovitica, totalizan el 86,3%. Por el contrario, en la OCDE las reservas de petrleo constituyen solamente el 7,0%. Por otro lado, la relacin de reservas a produccin ha aumentado de 29 en el ao 1980 a 40,6 en el ao 2005. Es decir, en 1980 haba reservas de petrleo para 29 aos a los niveles de produccin de dicho ao y, 20 aos ms tarde, existen reservas para 41 aos a un nivel de produccin muy superior al de 1980 (figura 4).

Figura 4. Relacin reservas/produccin de petrleo

Las cifras anteriores ilustran sobre la trascendencia de los progresos tecnolgicos de los ltimos 20 aos. En efecto, los nuevos descubrimientos y las mejoras del factor de recuperacin han permitido incrementar las reservas de petrleo en 20 aos en el 58% (58.200 millones de toneladas), despus de haber producido en este periodo ms de 63.000 millones de toneladas. No parece, por tanto, exagerado afirmar que existe petrleo suficiente para atender las necesidades de la humanidad en las prximas dcadas con la tecnologa disponible actualmente. Sin embargo, la concentracin de las reservas en unos pocos pases y la del consumo en otros pocos diferentes de los anteriores la OCDE consume el 59% de la produccin mundial y sus reservas representan solo el 6,7% hacen que sea posible manipular el precio del petrleo a partir del control de la produccin realizado por los pases con grandes reservas.EL PETRLEO EN ESPAA

La participacin del petrleo en el abastecimiento de energa primaria es en Espaa sustancialmente ms elevado que en la Unin Europea-25 o en la OCDE. El cuadro 12 recoge la participacin de las energas convencionales (fsiles, nuclear e hidroelctrica) en Espaa, la Unin Europea-25 y la OCDE. Se aprecia que la participacin del petrleo es en Espaa del orden de 12 puntos porcentuales ms alta que en la Unin Europea-25 y la OCDE. Por otra parte, la produccin de petrleo en nuestro pas ha sido prcticamente nula en el ao 2005 y la acumulada a lo largo de la historia equivale al consumo actual de medio ao. Es, pues, evidente que el impacto de los precios del petrleo o dificultades en su aprovisionamiento es apreciablemente mayor en Espaa que en otros pases de nuestro entorno econmico. La distribucin mundial de las reservas de petrleo y la reciente ola nacionalizadora aconsejan reducir en lo posible su participacin en nuestro abastecimiento. Por ltimo, debe consignarse que Espaa tiene un excelente sistema refino de petrleo, al menos de tanta calidad como el de los pases ms avanzados. Se han formulado diversas hiptesis sobre la fecha en la que se alcanzar un mximo en la capacidad de produccin, que se sita en general en la tercera dcada del presente siglo. Los promotores del pico de produccin primero lo anunciaron

para finales de los aos ochenta, luego en 2000 y ms tarde en 2005. Se equivocaron.

Espaa M Tep Petrleo Gas Natural Carbn Energa nuclear Hidroelctrica Total 78,8 29,1 21,4 15,0 1,6 145,9 % 54,0 20,0 14,6 10,3 1,1 100,0

UE-25 M Tep 700 424 299 221 27 1.671 % 41,9 25,4 17,9 13,2 1,6 100,0

OCDE M Tep 2.271 1.275 1.169 531 113 5.359 % 42,4 23,8 21,8 9,9 2,1 100,0

Cuadro 12. Participacin de las energas convencionales en el abastecimiento de energa primaria en 2005.

Las razones de esta equivocacin son varias. En primer lugar, las reservas recuperables se establecen para las condiciones operativas y econmicas existentes en el momento en que se formulan. Es evidente que el marco econmico es muy diferente con el petrleo a 12 dlares tal como suceda en el ao 1998 o con los 60 dlares de la actualidad. En cuanto a las condiciones operativas evolucionan a un acelerado ritmo con los impresionantes progresos tecnolgicos. En segundo lugar habra que precisar lo que reentiende por petrleo y por productos petrolferos. Se incluyen en el petrleo las colosales reservas de arenas bituminosas en Canad (4) y la faja bituminosa del Orinoco? Se incluyen los petrleos sintticos producidos a partir del gas natural o del carbn? En la figura 1, p.00, vemos la importancia que tendran en el ao 2050 en el escenario TECH Plus los biocombustibles (cian), los combustibles sintticos (amarillo) y el hidrgeno. En conclusin, puede decirse que el famoso pico podr tardar en producirse aunque, naturalmente, algn da llegar. Es necesario que el mximo de produccin se alcance no por limitaciones fsicas, sino porque la demanda ha comenzado a

4

Segn el gobierno provincial de Alberta, el bitumen in situ es de 1,7 billones de barriles y el producible con las tecnologas actuales de 175.000 millones de barriles frente a 264.000 en Arabia Saudita

disminuir. De lo contrario, habr graves tensiones en los precios del petrleo e, incluso, la posibilidad de su utilizacin como arma poltica. Energa, tecnologa y medio ambiente La evolucin tendencial de la demanda de energa primaria es insostenible no slo por el aumento de las emisiones causantes del efecto invernadero, sino tambin por las necesidades crecientes de energas fsiles. Para que se modere esta tendencia, deber actuarse de manera decidida en las siguientes reas: Aumento de la eficiencia energtica en la generacin de electricidad y el transporte, que en su conjunto representan ms del 60% del consumo de energa primaria. Mejoras de eficiencia energticas en la industria y la construccin. Desarrollo de las tecnologas de captura y almacenamiento de CO2,

especialmente en las centrales termoelctricas de carbn. Mejora sustancial de los costes de produccin de biocombustibles y de algunas energas renovables, tales como la solar. Mejora de los procesos de fabricacin de petrleo sinttico a partir del carbn, el gas natural y las biomasas. Para ello, hay que realizar un extraordinario esfuerzo de Investigacin y Desarrollo (I+D) en el sector energtico. Desgraciadamente, estas inversiones han descendido desde la segunda crisis del petrleo (en trminos reales, las inversiones en I+D en el sector energtico en el ao 2004 fueron el 50% de las inversiones en el ao 1981) y son insuficientes para afrontar el desafo energtico. Un ejemplo paradigmtico de esta evolucin lo tenemos en el desarrollo de la energa nuclear de fusin, caracterizada por su bajo impacto medioambiental. Los pases avanzados han tardado aos en ponerse de acuerdo para la construccin del ITER (Internacional Thermonuclear Experimental Reactor), que es necesario para resolver los problemas asociados al confinamiento de un plasma a temperaturas elevadsimas. Se resumen a continuacin los aspectos ms importantes identificados en cada una de las reas mencionadas anteriormente.

GENERACIN DE ELECTRICIDAD

Ya se ha comentado que el consumo de energa primaria en el sector elctrico representa tanto a nivel mundial como en Espaa cerca del 40% del consumo de energa primaria y se acercar al 50% en el ao 2030. El carbn ser la fuente de energa ms importante. De aqu la importancia de mejorar la eficiencia en este campo. Los desarrollos ms importantes se orientarn hacia: Uso de tecnologas ms eficientes de combustin de carbn ya disponibles o en estado de desarrollo avanzado tales como las de carbn pulverizado a alta temperatura y la gasificacin integrada con centrales de ciclo combinado los rendimientos pueden superar el 50%. Tecnologas de captura y almacenamiento de CO2 en las centrales de carbn y gas natural hasta reducir sus emisiones a casi cero. El coste hoy es elevado, pero ya se ha dicho anteriormente que se considera que podra reducirse a menos de 25 dlares tonelada de CO2 en el ao 2030. Mejora de eficiencia en las centrales de gas natural en las que mediante el uso de materiales que puedan resistir temperaturas muy elevadas, se podran alcanzar rendimientos superiores al 60%. Nuevo impulso a la energa nuclear de fisin. Ello requerira la superacin de tres obstculos: los elevados costes de capital, la adversa opinin pblica y la posible proliferacin de armas nucleares. El desarrollo de reactores nucleares de la llamada cuarta generacin pretende la superacin de estos obstculos. Desarrollo de la energa nuclear de fusin a partir de la cual podra producirse masivamente hidrgeno. Generacin de electricidad a partir de fuentes renovables: hidroelectricidad, especialmente centrales minihidrulicas, energa elica terrestre y marina, biomasas, geotrmica y solar termoelctrica fotovoltaica. La importancia de estos desarrollos es enorme. Basta decir que si hoy China, que produce con carbn cerca del 80% de la electricidad, si tuviera en sus centrales la misma eficiencia que Estados Unidos, su consumo de carbn en la generacin de

electricidad inferior en 230 millones de toneladas y sus emisiones de CO2 habran disminuido en 600 millones de toneladas.TRANSPORTE

Representa cerca del 30% del consumo final de energa, en su mayor parte derivados del petrleo. Pueden conseguirse mejorar sensibles de rendimiento recurriendo a tecnologas diversas que afectan al diseo, los materiales y la regulacin. Por otra parte, entre las tecnologas ms prometedoras se encuentran los vehculos hbridos y los motores diesel avanzados. En los primeros, existen vehculos en el mercado que emiten en torno a los 100 gramos de CO2 por kilmetros frente a emisiones normales hoy de 200 y que llegan hasta 400 gramos de CO2. Debera estudiarse la viabilidad de implementar una poltica fiscal que prime el bajo consumo con medidas tales como una mayor progresividad en los impuestos de matriculaciones y circulacin, en funcin de las emisiones de CO2 e incentivos a los planes de renovacin de vehculos aplicados solamente a la compra de los de bajo consumo. Entre las alternativas a los carburantes fsiles, existen dos que deben impulsarse a travs de un gran esfuerzo en I+D. La primera son los biocarburantes (bioetanol y biodiesel). En el escenario alternativo, se pasara de 20 millones de Tep de consumo mundial en 2005 a unos 150 millones de toneladas en el ao 2030, equivalentes al 7% de la demanda total. En la Unin Europea pasara de tres millones de Tep a 36 millones de Tep en el mismo periodo, con crecimientos anuales del 10%. Se espera una cada importante de los costos de fabricacin por la doble va de la productividad de la produccin agraria y de los procesos industriales de fabricacin. No se considera que en este periodo haya madurada lo suficiente la segunda generacin de las tecnologas de las biomasas, entre ellas, la gasificacin de biomasas lignocelulsicas y la produccin de gasleos por el proceso de sntesis de Fisher-Trops. La segunda opcin es la produccin de hidrgeno a partir de energas limpias y su utilizacin directa y a travs de pilas de combustibles que siguen siendo muy caras a pesar de los impresionantes progresos realizados.INDUSTRIA

Existen enormes posibilidades de reducir la demanda energtica y las emisiones de CO2 mediante una mayor eficiencia en los motores, las bombas, las calderas y los sistemas de calentamiento, el aumento de la recuperacin de energa en los procesos de produccin y la adopcin de materiales y procesos nuevos y ms avanzados.SECTORES RESIDENCIAL Y COMERCIAL

Representan conjuntamente el 23% de la energa final consumida. En muchos pases se podra conseguir que en nuevos edificios fueran un 70% ms eficientes que los actuales en base a un mejor aislamiento, a calderas de ms alto rendimiento, a mejoras en la iluminacin, al uso de electrodomsticos de bajo consumo, al empleo de la energa solar, etc.LA SITUACIN DE ESPAA

Ya hemos visto que la dependencia de las energas fsiles en Espaa es mayor que en los pases de nuestro entorno econmico. Adems, nuestro autoabastecimiento es muy bajo: solamente el 5% de las energas fsiles consumidas, frente al 35% en el resto de los pases de la Unin Europea-25 y el 65% de Estados Unidos. Por otra parte, nuestra dependencia del petrleo es muy elevada: el 61% de las energas fsiles, frente al 49% en la Unin Europea y el 48% en Estados Unidos mientras que con el carbn, la fuente de energa ms abundante y diversificada, la situacin es la inversa: el 16%, frente al 21% en la Unin Europea-25 y el 25% en Estados Unidos. Por ltimo es evidente la poca diversificacin de los suministros de gas natural, que podra acentuarse con el nuevo oleoducto Argelia-Espaa y la escasa capacidad de almacenamiento estratgico. Por tanto, Espaa debe hacer un gran esfuerzo en varios frentes: Aumento de la eficiencia energtica, especialmente en la generacin de electricidad, el transporte y el sector residencial-comercial. Reconsiderar el uso de la energa nuclear de fisin. Promover las energas renovables, incentivando la I+D en aquellas en las que nuestra posicin tecnolgica es competitiva y en las que es necesaria una reduccin considerable de costes para hacerlas econmicamente viables. Investigar en las tecnologas de captura y almacenamiento de CO2.

BibliografaBP Statistical Review of World Energy, June 2006. World Energy Outlook 2006. International Energy Outlook 2006.Departamento de Energa de los Estados Unidos. Fundamentals of the Global Oil and Gas Industry, 2006. Petroleum Economist. www.petroleum-economist.com European Energy and Transport. Scenarios of high oil and gas prices.European Comission, Septiembre 2006. Energy Technology Perspectives 2006. Scenarios and Strategies to 2050. International Energy Agency.

ENERGAS RENOVABLES EN EL CONTEXTO ENERGTICO ACTUAL

Por MANUEL ROMERO LVAREZ

Resumen La emisiones antropognicas de gases de efecto invernadero y otros contaminantes pueden reducirse significativamente sustituyendo los combustibles fsiles por energas renovables. Adems, las fuentes renovables tienen un carcter autctono que permite ayudar a diversificar la balanza energtica nacional y contribuye a mejorar la seguridad de suministro energtico. La incorporacin de nuevas opciones tecnolgicas dentro del complejo sector energtico actual resulta una tarea difcil. Las fuertes tensiones registradas en el sistema produccin/demanda o la fuerte desregulacin del mercado elctrico no juegan a favor del impulso de sistemas con cierto grado de riesgo tecnolgico. Sin embargo, tanto las predicciones basadas en los ciclos de crisis energticas, como aquellas que fundamentadas en una creciente preocupacin medioambiental postulan un futuro mezcladores energtico, reclaman un porcentaje importante de contribucin de las renovables. Tanto tecnologas renovables consideradas hoy maduras, caso de la elica, como aquellas llamadas a experimentar un fuerte desarrollo a corto plazo, biomasa y solar, est previsto que alcancen ms de un 50% de la reduccin de costes a travs del I+D. En todos los casos los retos tecnolgicos a resolver se centran en la reduccin de costes de produccin y en el aumento de la fiabilidad y capacidad de adaptacin a la demanda, con el fin de proporcionar una energa de ms calidad. En paralelo al esfuerzo tecnolgico, el mercado de las energas renovables se va consolidando de forma creciente, y Espaa representa hoy el quinto mercado en orden de importancia. La posicin de nuestro pas en tecnologas renovables como la elica, la solar y los biocarburantes es privilegiada. Crisis energticas y cambio de paradigma tecnolgico En el escenario energtico actual cada vez se evidencia un mayor nmero de elementos que aaden complejidad al siempre difcil ejercicio de la prospectiva tecnolgica energtica y de la elaboracin de proyecciones a futuro. La creciente desregulacin y liberalizacin del mercado elctrico, junto con la cada vez mayor

volatilidad e inestabilidad del precio del petrleo, o la falta de compromisos formales ms all del ao 2020 por parte de los pases firmantes del Protocolo de Kioto, introducen fuertes agentes de tensin en el sistema, que dan lugar a significativas desviaciones en las hiptesis de escenarios energticos. A esto se aade el incremento desaforado del consumo energtico, fundamentalmente en el continente asitico, en el que cabe incluir a pases industrializados europeos con economas en fase de expansin, como Espaa [1]. En el caso concreto de la produccin de electricidad, la liberalizacin del mercado plantea serias dificultades a la implantacin de nuevas tecnologas, sean renovables o no, que impliquen cierto riesgo y concentracin de inversiones altas al comienzo del proyecto. Las estadsticas publicadas por organismos internacionales como la Agencia Internacional de la Energa (AIE) (www.iea.org) reflejan claramente como el consumo energtico mundial est asentado en los combustibles fsiles con una tmida penetracin de la biomasa en la balanza de energa primaria y de la hidrulica en el sector elctrico. Desde comienzos de los aos setenta la penetracin de las energas renovables en la demanda mundial de energa primaria se mantiene invariante en un 13%, aunque en trminos absolutos s ha existido un aumento dado que la demanda se ha incrementado desde los 6.000 a los 12.000 millones de toneladas equivalentes de petrleo. El esfuerzo de crecimiento y de desarrollo tecnolgico renovables se est concentrando, tal y como veremos ms adelante, en unos pocos pases entre los que Espaa se sita en posiciones de claro liderazgo. Lamentablemente la mayor contribucin de las Energas Renovables (EERR) en el resto del mundo est todava soportada en el uso de la biomasa natural y no en los cultivos energticos, lo cual representa un claro riesgo medioambiental. En unos mercados energticos cada vez ms liberalizados cabe pensar que la falta de competitividad de las EERR son el principal factor de retraso en su implantacin. Cmo son de competitivas? Una visualizacin del sobrecoste asociado en generacin elctrica se muestra en la Figura 1 y en la Figura 2. Los costes reales de generacin, segn informes de Red Elctrica Espaola (REE) correspondientes a 2005, se sitan en una banda del 40% sobre el precio medio de compra en el mercado de produccin, con la excepcin de la energa solar fotovoltaica que presenta valores mucho ms elevados. La reciente emergencia de la energa solar termoelctrica como alternativa podra reducir drsticamente el coste de produccin

solar en los prximos aos. En cuanto a los costes de inmovilizado, la recopilacin realizada por la AIE recoge unos valores en el entorno de los 900 euros/kW para la energa elica y una banda entre los 2.000 y 3.000 euros/kW para el resto de las EERR, nuevamente con las excepcin de la energa solar fotovoltaica que supera los 5.500 euros/kW, aunque con una curva de aprendizaje que permitira reducir los costes a la mitad hacia el ao 2020.

Figura 1. Precio de la energa elctrica producida en Rgimen Especial, Espaa, 2005 .

6 000

Coste de la inversin (Euro/kW)

5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0Elica Terrestre Elica Marina HidroGeotrmica elctrica Biomasa Solar trmica Ocenica (Olas) Solar Fotovoltaica

2002

2030

Figura 2. Costes de capital por kW-instalado asociados a las distintas tecnologas de generacin elctrica con EERR. Valores correspondientes al ao 2002 y la prediccin para el ao 2030

El papel a jugar por las energas renovables, y sus tecnologas asociadas, en escenarios proyectados a los aos 2020, 2030 y 2050, es objeto de cierta controversia, dependiendo de que dicho ejercicio sea realizado por expertos energticos ortodoxos, planificadores polticos, sectores medioambientales o agentes sociales. Los estudios tericamente ms ortodoxos como los que pueden plantear la AIE en sus revisiones anuales [2], la Energy Information Administration del Departamento de Energa en Estados Unidos [3] o la Comisin Europea en su conocido estudio WETO [4] se ponen de acuerdo en aventurar un crecimiento de la demanda energtica superior al 57% desde ahora al ao 2025, la mayor parte en las economas emergentes y que los combustibles fsiles continuarn siendo mayoritarios como recursos energticos (petrleo, gas y carbn). A pesar de las recientes convulsiones en el precio del crudo, las predicciones ortodoxas siguen apostando por un escenario de bajada de precios en los prximos aos hasta los 57 dlares/barril en el ao 2030. Estas predicciones se mueven, no obstante, en una horquilla donde los precios podran mantener la actual escalada y alcanzar lentamente los 97 dlares/barril en el ao 2030. Las energas renovables siguen representando un 8% del total, dado que su crecimiento sigue siendo inferior al de consumo de fsiles, por lo que en trminos porcentuales prcticamente no varan desde la actualidad hasta el ao 2030. A pesar del rpido crecimiento de la utilizacin del carbn y el gas natural, el petrleo se seguir conservando como la fuente energtica predominante con un 34% del total del consumo mundial en 2030. En estos escenarios, la gran hidrulica y la energa geotrmica se estabilizan en el 2% del consumo mundial. La energa elica, la solar y la minihidrulica irn creciendo un 7% anual hasta el ao 2010 y despus reducirn el ritmo de crecimiento situndose en el 5% anual hasta el ao 2030. A pesar de este crecimiento acelerado, la penetracin seguira siendo modesta, representando solamente un 1% del consumo mundial en el ao 2030. Por el contrario, se prev que el consumo de madera y residuos decrecer desde el 9% actual al 5% en el ao 2030, aunque seguira siendo la renovable mayoritaria. Globalmente, las energas renovables no representaran ms all del 8% en el ao 2030. Esto sera menos que el 13% observado en el ao 2004, y vendra motivado por el lento declinar del uso de la biomasa tradicional en frica y Asia por el fenmeno de urbanizacin, deforestacin y sustitucin por energas ms modernas.

En contraposicin a stos, la visin desde mbitos tecnolgicos y cientficos, utiliza la teora de los ciclos de Kondriatiev aplicado a la historia y evolucin de las crisis energticas, para profetizar una nueva gran crisis energtica mundial en el ao 2030, donde el gas natural registrar su mximo [5]. Sera en ese momento cuando las renovables, que ya tendran una parte significativa del suministro superior al 20%, estaran listas para escalar al nuevo mximo que se producira en el ao 2100, donde seran dominantes. Los grandes cambios de tecnologas y fuentes energticas se presentan con gran exactitud en coincidencia con mximos de Kondriatiev y stos a su vez coinciden con grandes crisis energticas. Segn esta teora, las transiciones estaran dominadas por los cambios econmicos y tecnolgicos y no por la disponibilidad o no del recurso (Figura 3).Mximos de Kondriativev

GAS NATURAL CARBN PETRLEO

% CONTRI BUCI N

MADERA

ALI MENTACI N ANI MAL

NUEVA 1

Energa solar?

NUEVA 2

Nuclear avanzada?

Figura 3. Crisis energticas, tecnologas y ciclos de Kondriatiev.

Esta visin de ciclos tecnolgicos ligados a crisis energticas es altamente favorable a propugnar soluciones basadas en mtodos de produccin masiva, siendo la energa solar termoelctrica y la energa nuclear con reactores avanzados, las tecnologas con mejores opciones para desarrollarse en los prximos aos. Un tercer grupo lo componen aquellas predicciones formuladas desde la conciencia de lo medioambiental donde se asume que el avance de las tecnologas y el empleo de polticas que favorezcan el desarrollo sostenible permitirn una penetracin ms acelerada de las energas renovables (figura 4). El resultado ser un mezclador de energas que se complementarn, sin tener ninguna una preponderancia clara, y

donde las renovables pueden aspirar a cubrir el 50% de la demanda energtica mundial a mediados del presente siglo [6]. Los paneles de cambio climtico abogan por mantener dicho objetivo, con una fuerte preponderancia de la energa solar, en todas sus modalidades tecnolgicas tanto trmicas como fotovoltaicas, y en menor medida de la biomasa y la energa elica. Es, por tanto, la energa solar termoelctrica una de las grandes candidatas para llegar a alcanzar el horizonte fijado. Aunque el escenario sostenible no plantea una sustitucin total de los combustibles fsiles en el presente siglo, el reto es de calado no slo en cantidad si no en calidad de la energa a suministrar. La aspiracin de convertir las energas renovables en fuentes masivas por su contribucin a la cesta de consumo energtico, implica necesariamente el obtener productos o vectores energticos de alta calidad (electricidad, biodiesel, bioetanol y hidrgeno), y al mismo tiempo el asegurar el suministro y la disponibilidad de los sistemas. Precio debe por tanto ir aparejado de calidad de suministro. Un buen ejemplo lo constituye la produccin de electricidad. En la Figura 5 podemos observar el escenario de evolucin de produccin elctrica en la Europa de los 25, predicho por VGB, una asociacin europea de productores elctrico nada sospecha de ser proclive a las energas renovables [7]. En el ao 2020 el 50% de los 4.000 TWh de produccin elctrica debern ser obtenidos por nuevas plantas. Es importante mencionar que las plantas requeridas y las que actualmente hay que sustituir operan con factores de capacidad anual por encima del 50%, lo que representa ms de 4000 horas de operacin a plena carga. Cuales sern las tecnologas a utilizar es la gran pregunta, pero resulta claro que la oportunidad para la energa solar, la elica y la biomasa est ah. Y todo ello coincidiendo en tiempo con la prediccin de una gran crisis energtica segn los ciclos de Kondriatiev.

Geotrmica Geotrmic Otras renovables renovable Solar trmica (calor y frio) frio) Electricidad solar (fotovoltaica (fotovoltaic y solar termoelctrica) termoe ctrica Elica Biomasa (avanzada) (avanzada Biomasa (tradicional) (tradicional Hidroelctrica Hidroel ctric Nuclear Nuclea Gas Carbn Car Petrleo Petr

Figura 4. Objetivo sostenible en el crecimiento de la demanda energtica primaria mundial.

Espaa: una isla energtica Espaa se enfrenta a este periodo de transicin, donde la energa va a ocupar cada vez un papel ms predominante, desde la debilidad de su profunda dependencia energtica, muy por encima de la media Europea (la media en la Unin Europea-25 se sita en el 50%) y alcanzando el 82% en el ao 2005. Esta dependencia radica en que la prctica totalidad del consumo de carbn, gas natural y petrleo se basa en recursos importados. En el caso de la produccin de electricidad este hecho se ve agravado por la dbil capacidad de intercambio de frontera que tenemos con

nuestros pases vecinos. Los datos publicados por REE en 2005 reflejan que la demanda peninsular en barras de central ascendi a 246.187 GWh, lo que supuso un incremento del 4,3% respecto al 2004 [8]. La importacin a travs de intercambios internacionales represent en ese mismo ao escasamente 10.000 GWh, es decir apenas el 4% del total. Esta situacin nos diferencia notablemente del resto de Europa e introduce un gran peso estratgico nacional en el factor de cobertura de la demanda mediante plantas de generacin ubicadas dentro de nuestro propio territorio. Cada vez ms la seguridad de suministro energtico y por tanto la diversificacin con una importante contribucin de las EERR son criterios a tener en cuenta para garantizar la seguridad energtica. Nuestra nacin cuenta con importantes recursos autctonos de las tres fuentes energticas renovables ms importantes: solar, elica y biomasa. El desarrollo de tecnologas y capacidad de suministro basadas en estas EERR contribuir, sin duda, a paliar en el futuro la fuerte dependencia y la amenaza que esto conlleva sobre nuestro desarrollo como pas, nuestro tejido industrial y nuestra calidad de vida. Pero no es slo la seguridad de suministro energtico la que impulsa el proceso de implantacin de las energas renovables. Ms del 75% de las emisiones de los seis gases de efecto invernadero contemplados por el Protocolo de Kioto tienen origen energtico (concretamente, el 78% de acuerdo con los datos del inventario de emisiones correspondiente al ao 2002 publicado por el Ministerio de Medio Ambiente). El crecimiento de la economa espaola se viene situando en los ltimos aos y de forma sostenida en unos dos puntos porcentuales por encima de la media de la Unin Europea, como resultado del buen comportamiento de la demanda interna en Espaa y de la inversin en construccin y en bienes de equipo. Como consecuencia de este crecimiento econmico los consumos de energa primaria crecieron un 4,0% en el ao 2004 y el 2,6% en el ao 2005, lo que sita la tasa interanual de crecimiento de la demanda energtica, desde el ao 2000, en el 3%. La consecuencia de este incremento en el despilfarro energtico es el dramtico aumento de las emisiones de CO2 que registra Espaa y que nos sitan como uno de los pases con mayor desviacin en el cumplimiento de los compromisos de Kioto, superndose en ms del 40% las emisiones de referencia del ao 1990. Los objetivos de penetracin de las energas renovables en nuestro pas vienen dados en gran medida por el objetivo fijado desde la Unin Europea de alcanzar en

el ao 2010 un 12% de participacin de las energas renovables en la cesta de consumo de energa primaria de la nacin [9], un 22% en electricidad (Directiva 2001/77/CE) y un 5,75% en biocarburantes (Directiva 2003/30/CE). Estos objetivos estn siendo actualmente revisados en el mbito europeo, habindose aprobado recientemente por parte del Consejo Europeo un acuerdo para que un 20% de la energa primaria consumida en la Unin Europea-27 en 2020 provenga de EERR. El objetivo ser obligatorio para todos los miembros, aunque se tendr en cuenta las especificidades de cada pas para alcanzarlo, e incluye adems una reduccin del 20% de las emisiones de gases de efecto invernadero para 2020 y el uso de al menos un 10% de biocarburantes para esa fecha. El Plan de Accin de Espaa para cumplir con dichos objetivos se recoge en el Plan de Energas Renovables (PER) 2000-2010 cuya publicacin se realiz en el ao 1999 y se ha revisado y formalmente ha sido aprobado en agosto de 2005 por el Gobierno [10]. A pesar del crecimiento significativo de energas renovables en nuestro pas -entre los aos 1999 y 2004 el consumo primario de las mismas se increment en 2,7 millones de Tep- este incremento resultaba insuficiente para lograr el objetivo final planteado de cubrir con recursos renovables el 12% de la demanda de energa primaria en 2010, y ello en buena medida motivado por el fuerte crecimiento de demanda energtica. Result, por tanto, necesario el establecer unos objetivos ambiciosos y un plan para su obtencin. Por lo que se refiere al balance del ao 2005, poco despus de la aprobacin del nuevo Plan, las energas renovables cubrieron el 5,9% del consumo total de energa primaria [11]. Se trata de un porcentaje inferior al del ao anterior -6,4%- debido a la baja hidraulicidad registrada en 2005. En un ao medio hidrulico, la aportacin de las energas renovables al consumo primario de energa se hubiera elevado hasta el 7,2%. Sntesis de los resultados ofrecidos por las EERR en 2005: Notable grado de avance en las reas de elica, solar fotovoltaica y biocarburantes, figura 6. Menores desarrollos en las reas de minihidrulica y solar trmica, y escaso en biomasa, respecto de los objetivos establecidos por el PER 2005-2010.

Actividad incipiente en solar termoelctrica, con proyectos en distintas fases, desde tramitacin de permisos hasta ejecucin, figura 7. Las EERR alcanzaron un porcentaje de cobertura del consumo primario de energa del orden del 5,9% (7,2% en condiciones de hidraulicidad medida). La cobertura de la generacin elctrica bruta con energas renovables alcanz el 16,3% (22,2% en condiciones de hidraulicidad media).

Figura 6. Distribucin de la demanda energtica de energa primaria por fuentes energticas utilizadas en Espaa en el ao 2005 (IDAE).

Figura 7. Distribucin del consumo de electricidad en Espaa por fuentes energticas en el ao 2005 (IDAE).

El nuevo Plan prev destinar al impulso de las renovables 8.492 millones de euros, en forma de ayudas pblicas e incentivos en el periodo 2005-2010: 4.956 millones

de euros en primas a la produccin elctrica, 2.855 millones de euros en incentivos fiscales y 681 millones de euros en ayudas directas a proyectos. La inversin total movilizada ser de 23.599 millones de euros y el incremento de la produccin energtica renovable se acercar a los 10,5 millones de Tep.Cuadro 1. Tabla resumen de objetivos del PER en el periodo 2005-2010

Tal y como se aprecia en el cuadro 1, la mayor contribucin en trminos de energa primaria corresponde al sector de la electricidad con 13.500 kTep previstos en el ao 2010. La modesta contribucin de la energa solar trmica en este sector viene dada por las centrales solares termoelctricas que se espera alcancen una potencia instalada de al menos 500 MW, con una produccin equivalente de 1.300 GWh (500 kTep). En cuanto a la cantidad de emisiones de CO2 evitadas, stas ascienden a unos 27,3 millones de toneladas anuales frente a una central equivalente de ciclo combinado a gas, lo cual se cuantifica en unos 547 millones de euros anuales por emisiones evitadas. El ahorro de emisiones correspondiente a las centrales solares termoelctricas sera de unas 500.000 toneladas (unas 1.000 toneladas/MW). Cabe resear que buena parte de las ayudas institucionales antes mencionadas se canalizan a travs de tarifas premiadas que pagan directamente los consumidores y

no a travs de ayudas directas a la investigacin con fondos pblicos. Un reciente Documento presentado oficialmente en mayo de 2005 por el Renewable Energy Working Party de la AIE en Pars [12], y donde se recogen las estadsticas de financiacin pblica del I+D en energa a lo largo de los ltimos 30 aos, pone de manifiesto que el presupuesto pblico en investigacin energtica registra un pico en el ao 1980 donde se alcanzan los 15.000 millones de dlares. Posteriormente en la dcada de los aos ochenta se produce un paulatino descenso y en los noventa se registra una estabilizacin en el entorno de los 8.000 millones de dlares. Esta evolucin se reproduce como una fiel copia en el caso de las energas renovables que escasamente alcanzan los 600 millones de dlares en el conjunto de los pases de la AIE. La energa nuclear de fisin y de fusin son receptoras de ms del 40% de los fondos pblicos de I+D en energa. Las energas renovables representan escasamente el 7,7% del total, con el siguiente desglose: fotovoltaica 2,7%, biomasa 1,6%, elica 1,1%, geotrmica 0,9%, calor y fro solar 0,7% y solar termoelctrica 0,5%. Resulta tambin reseable el apoyo pblico destinado a tecnologas modulares FV, la cual pasa de representar un 8,6% de las renovables en el ao 1974, a situarse en un 40% en el periodo 2000-2002. Del anlisis de estos resultados surgen serias incertidumbres sobre el papel real que juega la innovacin e investigacin pblica en el desarrollo e implantacin en el mercado de nuevas tecnologas energticas. Las cantidades destinadas a renovables no parecen estar relacionadas con el despegue de stas, dndose la paradoja de que aqullas con mayor auge, como es el caso de la elica, no son precisamente la mejor tratadas. Todo parece indicar que el empuje registrado en los ltimos aos recae ms en las polticas de tarifas premiadas y en la creacin de marcos apropiados que impulsen la dinamizacin del sector privado. El presupuesto medio anual en el periodo mencionado que nuestro pas ha venido dedicando al I+D en EERR se sita por debajo de los 16 millones de euros, siendo la biomasa, la solar y la elica las receptoras fundamentales de dichos fondos. Este magro apoyo ha motivado que desde el ao 1986 una fuente fundamental de financiacin del I+D haya provenido de fondos de la Unin Europea, a travs de sus distintos programas-marco. La financiacin total de I+D en energas renovables dentro de todos los programas-marco se ha movido en 100-110 millones de euros, sin embargo, se estima que el presupuesto anual necesario sera de 250 millones de

euros [13], lo cual supone multiplicar por un factor 2,5 el apoyo actual. Por extensin, en nuestro pas el esfuerzo necesario debera ser de al menos 38-40 millones de euros/ao. Los recursos renovables Son aquellas fuentes de energa que se renuevan de forma continua en contraposicin con los combustibles fsiles como el petrleo, carbn, gas y uranio, de los que existen unas determinadas disponibilidades agotables en un plazo ms o menos largo. Constituyen una fuente de energa inagotable, ya que en su origen proceden en su mayora del Sol (con la excepcin de la geotrmica). Por ello, tienen un carcter limpio y de bajo impacto ambiental en la etapa de generacin, figura 8. Si bien se trata de fuentes energticas y tecnologas muy heterogneas (casi cabra clasificarlas como un matrimonio de conveniencia), hay algunos elementos comunes que constituyen su sello de identidad: Contribuyen a la diversificacin energtica. Incrementan el nivel de autoabastecimiento. Son fuertemente creadoras de empleo local. Tecnologa accesible en la mayora de los casos. Son la mejor opcin desde el punto de vista medioambiental.

GEOTRMICA GEOT RMICAELICA

E. SOLAR INDIRECTA OCENICA/ MAREMOTRIZ HIDRULICA

CAPTACIN TRMICA PASIVA ARQ. SOLAR PASIVA ACTIVA SOLAR TRMICA

E. SOLAR DIRECTA

CAPTACIN FOTNICA CAPTACIN FOTOQUMICA BIOMASA FOTOQUMICA CAPTACIN FOTOVOLTAICA E. SOLAR FOTOVOLTAICA

Figura 8. Origen comn de todas las energas renovables y sus tecnologas de aplicacin, con excepcin de la geotrmica.

Junto con la referida abundancia de algunas de las fuentes renovables, cabe tambin resear su buena distribucin geogrfica que contrasta con la de los combustibles habituales. En el cuadro 2 podemos observar como la concentracin de las reservas energticas mundiales no slo es muy acusada en el caso del petrleo sino tambin para el carbn y el uranio. En el caso del petrleo un 5% de pases poseen el 25% de las reservas y tan slo el 16% de los pases alberga el 50% de las reservas mundiales. Esos mismos porcentajes se repiten en el caso del carbn y del uranio. Por el contrario las energas renovables tienen una distribucin mucho ms homognea y balanceada geogrficamente.Cuadro 2. Distribucin geogrfica de las principales fuentes energticas.

Petrleo Fraccin poseedores de de pases 1/4 del 0,052

Carbn

Uranio

Renovables

0,059

0,059

0,25

recurso mundial Fraccin poseedores de de pases 1/2 del 0,16 0,12 0,16 0,50

recurso mundial

ENERGA SOLAR: EL RECURSO GRANDE ENTRE LOS GRANDES

El recurso existente de energa solar es inmenso. La cantidad de energa solar interceptada por la Tierra es ms de tres rdenes de magnitud que la demanda energtica mundial. Existen, no obstante, una serie de factores que reducen el potencial de uso a valores inferiores: La variacin temporal: la cantidad de energa solar en un punto dado est sometida a variaciones diarias y estacionales. De este modo, mientras que la mxima irradiancia sobre una superficie es del orden de 1 kW/metros cuadrados en la superficie terrestre, el valor promedio para dicho punto puede tener valores en el entorno de 0,1-0,3 kW/metros cuadrados, dependiendo del emplazamiento. Por este motivo, las aplicaciones a gran escala precisan de integrar sistemas de apoyo fsil o sistemas de almacenamiento de energa.

Variacin geogrfica: la disponibilidad de energa solar depende tambin de la latitud. Las regiones prximas al Ecuador reciben ms radiacin solar que las regiones subsolares. No obstante, la variacin geogrfica se puede reducir mediante el uso de captadores capaces de seguir la trayectoria del Sol. Condiciones atmosfricas: tienen un gran efecto en la radiacin solar. El valor promedio de claridad del cielo anual puede variar entre el 80-90% en localidades como Jartum (Sudn), Dakar (Bangladesh) Kuwait, Bagdad (Irak) y el 40-50% en Tokio (Japn) o en Bonn (Alemania). La irradiancia solar es a menudo difusa, dando lugar a muy bajas densidades energticas. Por esta razn el aprovechamiento de la energa solar implica el uso de grandes extensiones de terreno. Emplazamientos: las tecnologas modulares, como la FV, permiten integrar la energa solar en estructuras de edificios, mientras que las grandes instalaciones solares trmicas han de buscar terrenos extensos que no tengan aprovechamiento econmico. Se estima que estos terrenos pueden ascender a 3.600 millones de hectreas y, en principio, estaran disponible para el uso de la energa solar. Se estima que con un 1% de la superficie desrtica del planeta sera suficiente para cubrir la demanda elctrica mundial. En Espaa se mantendra dicho porcentaje (figura 9). La mayor parte de nuestro pas supera los 1800 kWh/metros cuadrados/ao tanto en radiacin solar global en superficie inclinada a su latitud correspondiente como en radiacin solar directa normal. El potencial tcnico-econmico de produccin solar termoelctrica en Espaa, asumiendo emplazamientos apropiados con irradiancias superiores a los 2000 kW/m2/ao, es de 1278 TWh/ao, siendo la demanda actual inferior a los 250 TWh/ao. Todo el sur peninsular situado por debajo del paralelo 40, as como amplias zonas de las cuencas del Ebro y el Duero, presentan excelentes condiciones para el uso de la radiacin solar. El potencial solar resulta inconmensurable en nuestro entorno cercano y slo basta mirar hacia el sur del Mediterrneo. El caso ms espectacular es el de Argelia con un potencial tcnicoeconmico de produccin de electricidad solar cercano a los 170.000 TWh/ao (como referencia el consumo actual de la Unin Europea-25 es de 3.000 TWh/ao).

Figura 9. Radiacin solar diaria global incidente sobre una superficie horizontal en Wh/m2.

ENERGA ELICA

El viento se genera cuando la radiacin solar alcanza la superficie terrestre de una forma no homognea, dando lugar a grandes diferencias de temperatura, densidad y presin. Las regiones tropicales tienen una ganancia neta de radiacin solar, mientras que las regiones polares presentan un claro dficit. Esto da lugar a que la atmsfera terrestre circule transportando calor desde los trpicos hacia los polos. Adems la rotacin de la Tierra contribuya a introducir unas pautas de circulacin semipermanente a escala planetaria. Las caractersticas topogrficas y los gradientes de temperaturas locales en un determinando emplazamiento alteran en dicha zona la distribucin de energa elica. La valoracin del recurso elico tcnicamente til en una determinada regin implica conocer las medias de viento, as como su distribucin de frecuencias. El recurso elico puede ser explotado en reas donde la densidad de produccin de electricidad elica es de al menos 400 W/metros cuadrados a 30 metros sobre el nivel del suelo (o de 500 W/metros cuadrados a 50 metros). El incremento de tamao, y consecuentemente de altura, de los aerogeneradores abre la posibilidad de incrementar el nmero de zonas aptas, al precisarse menores vientos.

Se estima que el recurso total dispone en la Tierra y que es tcnicamente recuperable es unos 53.000 TWh/ao, que representara el doble de la previsin de demanda mundial para el ao 2020. Hoy en da se considera como recurso elico tcnicamente explotable aqul que sobrepasa los 5-5,5 metros/segundo de velocidad media anual (clase tres). En todo caso la experiencia demuestra que en aquellos pases donde el desarrollo de la industria elica es ms elevado, los anlisis detallados de recurso tienden a aumentar las proyecciones de recurso disponible. En el caso de Espaa la complejidad del terreno hace que no exista un consenso en la valoracin del techo del recurso disponible. Un reciente estudio coordinado por Greenpeace, con colaboracin de la Universidad Pontificia de Comillas y de investigadores de CIEMAT, establece un techo de 638 TWh/ao para los terrenos llanos y de 1.264 TWh/ao para los terrenos complejos, lo que suma un total de 1.902 TWh/ao de elica terrestre que el 679% de la demanda elctrica peninsular prevista para el ao 2050 [14]. En el caso de la elica marina es todava arriesgado hacer una estimacin, aventurndose en el mismo estudio un techo de 300 TWh/ao.BIOMASA