Los hidrocarburos ¿son tan sucios y despreciables como nos cuentan? | Parte I

¿Son los hidrocarburos energías sucias?

En artículos recientes, publicados también en Entrevisttas.com, hemos intentado desmentir dos falsas hipótesis que, con frecuencia por la opinión publicada, se asumen como verdades absolutas:

  1. Las actividades humanas y sus emisiones de CO2 a la atmósfera, son las responsables únicas del calentamiento global que está experimentando el planeta. Por lo tanto, los hidrocarburos, la fuente más importante de esas emisiones, son los culpables fundamentales de dicho calentamiento.

2. Reduciendo el uso de hidrocarburos y de sus emisiones, sustituyéndolos por otras fuentes de energía, se conseguirá frenar e incluso revertir el calentamiento global.

Existen abundantes evidencias para contradecir dichas interpretaciones y los lectores interesados pueden verificarlo en los artículos mencionados. Además, en algunos de ellos, se ha revisado el estado general de la producción y consumo globales de energía, poniendo de manifiesto que la sociedad desarrollada en la que vivimos no puede (ni podrá en todo el siglo XXI) desligarse de los combustibles fósiles (gas, petróleo y carbón) que son básicos en todas las actividades económicas humanas (calefacción, transporte, producción de acero, cemento,  electricidad, etc.) ni tampoco del uranio, un elemento químico básico en la producción de energía eléctrica, obtenido a partir de minerales presentes en la corteza de nuestro planeta. A pesar de estas evidencias, los mensajes que, de forma dominante, se envían a la sociedad por parte de las organizaciones ecologistas y la mayoría de los partidos políticos, incluyen una falsa dicotomía, basada en la falsa premisa anterior, la supuesta relación biunívoca entre el uso de los hidrocarburos y el calentamiento global, entre energías sucias (combustibles fósiles) y limpias (eólica y solar). A esta separación, se le superpone además, otra disyuntiva igualmente falsa, entre las energías renovables (nuevamente eólica y solar) y no renovables (de nuevo los combustibles fósiles). No es cierto que las energías renovables sean realmente renovables pues no debe olvidarse que, para fabricar los generadores y otros dispositivos que permiten obtener energía de las fuentes naturales (esencialmente, la radiación solar, el viento o la fuerza de las mareas), son indispensables los elementos metálicos (hierro, cobre, aluminio,  litio, cobalto, tierras raras y otros) procedentes de minerales extraídos de la corteza terrestre por minería que no son renovables  y cuyas reservas probadas mundiales, a la fecha, son escasas para el incremento de la demanda que se prevé. También son necesarios otros materiales como los plásticos, aceites minerales, etc., derivados del petróleo.

Como bien decía Gabriel Celaya, la poesía (la palabra) es un arma cargada de futuro y repetidas mil veces estas dicotomías, se ha instalado en la sociedad la necesidad de huir de las energías sucias y no renovables para abrazar las más tranquilizadoras energías limpias y renovables. Así, el día que se produzca este cambio, en un futuro cuya fecha de advenimiento está aún por precisar, la humanidad conseguirá vivir en un mundo feliz, pacífico, estable, limpio y renovable, en comunión con la naturaleza. Sin embargo, no es todo tan sencillo, blanco o negro, limpio o sucio. Como dijo ya en 2005 el ecologista Paul Driesen, el análisis unidireccional de las consecuencias derivadas del uso de los combustibles fósiles, sin mencionar las ventajas que de ellos se derivan ni tampoco los inconvenientes que conllevaría no usarlos, implican una aproximación parcial y sesgada al problema.

También sería necesario precisar el verdadero significado de los términos limpias y renovables cuando se aplican a las energías eólica y solar. Esperamos hacerlo en un artículo a elaborar en un futuro próximo. De momento, este artículo se centrará en glosar la importancia que han tenido los combustibles fósiles y, en particular, los hidrocarburos para la humanidad, y preguntarnos si realmente tenemos motivos para considerarlos, con desprecio, como sucios y prescindibles.

Porque la humanidad, gracias a esos compuestos, supuestamente sucios, durante los últimos 200 años ha avanzado más que en todo el resto de la historia. Un ser humano del siglo XVI o del XVIII, se parecía mucho más, por su forma de vida, su trabajo y su ambiente social, a un ciudadano del imperio romano que a una persona del mundo actual, con todos sus adelantos científicos, técnicos, sanitarios y sociales. A sensu contrario, los seres humanos del siglo XXI, con todos nuestros problemas por resolver, estamos a años luz de distancia en cuanto a civilización y desarrollo, de todo lo conocido con anterioridad a mediados del siglo XIX. Y en ese salto técnico, económico y social, tuvo muchísimo que ver la utilización de los combustibles fósiles, es decir el carbón (un combustible sólido), el petróleo (hidrocarburos sólidos y líquidos), y los gases licuados del petróleo y el gas natural (hidrocarburos gaseosos). La humanidad lleva utilizando combustibles fósiles durante los últimos 250 años y su consumo se inició con el carbón de piedra, el combustible sobre el que, con la creatividad humana y la invención de la máquina de vapor, se basó la primera industrialización de la sociedad europea y los importantísimos cambios sociales y políticos que esta nueva forma de producción y organización de la sociedad trajo consigo.

Los hidrocarburos(petróleo y gas natural), aunque eran conocidos desde muy antiguo en los países del golfo pérsico, no iniciaron su explotación y uso comercial hasta mediados del siglo XIX. De hecho, el primer pozo de petróleo se perforó por Edwin Drake en 1859 en Pennsylvania (figura 1).

Figura 1.- Primer pozo de petróleo comercial perforado por Edwin Drake en el valle de Oil Creek (Pennsylvania), en 1859.  Se realizó por el método de percusión con cable y cuchareo. Se tardaron varios meses en alcanzar los 21 metros de profundidad.

Así pues, los hidrocarburos líquidos se empezaron a utilizar hace unos 160 años, pero no fue hasta el final de la IIª Guerra Mundial y el desarrollo económico posterior a ella, cuando la investigación geológica, la producción y el consumo de petróleo, adquirieron las características masivas que conocemos hoy. En estos últimos 75 años, el mundo ha pasado de producir y consumir unos 40 millones de barriles de petróleo por día, a los actuales 98 millones de barriles (1 barril de petróleo son 159,6 litros), y se cree que, en 2023, se alcanzará la extraordinaria producción de 100 millones de barriles por día. Son cifras asombrosas que resultan irremplazables en la economía mundial. En cuanto al gas natural, la historia es similar, pero va desfasada en el tiempo respecto a los hidrocarburos líquidos. El éxito del gas natural, tanto en las calefacciones como en la producción de electricidad (ciclos combinados) y en otros procesos industriales, ha tenido lugar durante los últimos 40 años. Es un combustible más versátil, más fácil de producir y manejar, con menor cantidad de CO2 emitido por unidad de energía generada, etc.

Pero no debemos olvidar aquí a los modestos petróleos sólidos, los asfaltos, de los que casi nadie y casi nunca se habla, pero cuya importancia es primordial. En efecto, sin los asfaltos (hidrocarburos constituidos por largas cadenas de átomos de carbono, de alto peso molecular, lo que les convierte en materiales muy viscosos), no sería posible nuestra movilidad terrestre, porque se necesita una tonelada de asfalto (mezclada con guijos y gravas de distintos tipos y tamaños) por cada metro lineal de carretera. El cálculo de los millones de toneladas utilizadas para permitir nuestra circulación por el solar patrio y por el mundo civilizado, arroja cantidades astronómicas. Y sin embargo, casi nadie, y mucho menos los grupos ecologistas (que también circulan y utilizan las carreteras), se hacen eco de esta utilización masiva de los hidrocarburos asfálticos. Sin ellos, nuestras carreteras modernas volverían a ser de tierra apisonada o empedradas, como en la antigüedad.

En realidad, a lo largo de los últimos 250 años y gracias a los combustibles fósiles, la humanidad ha experimentado el mayor progreso de toda su historia, impulsando nuestra civilización. Y no sólo eso, con su aportación al desarrollo y progreso económico, de acuerdo con una muy acertada frase de Goklany (2012), [los hidrocarburos] han salvado a la humanidad de la Naturaleza, siempre dura y exigente con sus criaturas y, por otro lado, han salvado a la Naturaleza de la humanidad. Para entender el sentido de esta frase, basta imaginar a la humanidad moderna calentándose con madera, procedente de los bosques por falta de hidrocarburos. Sin duda, el grado de deforestación mundial sería absoluto.

Los hidrocarburos y la historia de la humanidad

Quizás, la frase de Goklany mencionada en el párrafo anterior pueda parecer drásticamente exagerada, pero no lo es pues simplemente refleja la realidad. En efecto, hasta épocas muy recientes, la humanidad ha estado a merced de la naturaleza. La historia humana ha estado muy influida por los desastres naturales, por las sequías y las inundaciones, por las enfermedades contagiosas, y una larga serie de dificultades. En una palabra, por los desafíos de la Naturaleza. Estar a merced de los fenómenos naturales implicó la ausencia de desarrollo bajo un régimen de economía de supervivencia, de falta de creación de riqueza, de mortalidad infantil elevadísima y sin crecimiento de la población. La imposibilidad de mejorar la producción de alimentos y la falta de tiempo para crear tecnología, impedía desprenderse de dichas condiciones adversas, manteniendo durante siglos un nivel de desarrollo muy bajo y poco eficiente.

A partir del descubrimiento de los combustibles fósiles, junto a la creatividad humana para generar la tecnología necesaria para su aprovechamiento, la humanidad empezó a conseguir independizarse de la naturaleza. El progreso humano siempre se ha sustentado en la utilización de energía abundante y barata y los hidrocarburos son fuentes energéticas muy concentradas, abundantes, baratas y fiables que han conseguido, en los últimos 200 años, hacer despegar a la civilización humana. En la figura 2 se recoge la evolución histórica de los tres factores que mejor expresan el progreso humano, es decir la esperanza de vida, la población y el indicador de la capacidad de la sociedad para producir riqueza, el producto interior bruto (P.I.B.) per cápita. Como se puede observar en la gráfica, hasta el año 1750, en una era preindustrial, la mayor parte de la población no conseguía superar los 35 años de vida. La población humana no crecía y tampoco lo hacía su bienestar y su riqueza. Evidentemente, el indicador de P.I.B per cápita en estos 1.500 primeros años no deja de ser una aproximación o estimación teórica aunque ya existía la moneda como indicador de riqueza. El progreso hacia un incremento exponencial de todos los parámetros citados se produce con el descubrimiento y la utilización de los combustibles fósiles, que nos han conducido hacia la sociedad moderna que conocemos. De hecho, y gracias a esto, la humanidad vive hoy su momento histórico de mayor desarrollo y expansión.

Figura 2.- El progreso humano: Esperanza de vida, población, riqueza y emisiones de CO2.
Fuente: Goklany. I, 2012 (Humanity unbound: How fossil fuels Saved Humanity from Nature and Nature from Humanity”.
Cato Institute, Washington. Policy Analysis, nº 715)

Esos parámetros permiten perfilar la evolución de la humanidad a lo largo de su historia. Hasta el siglo XV, la esperanza de vida no superó los 25 años, ni la Grecia clásica, ni el Imperio romano ni la coetánea civilización egipcia, consiguieron superar esa barrera. Fueron civilizaciones cultas que desarrollaron las ciencias, las matemáticas, la filosofía, el arte y la cultura, pero a pesar de su impresionante progreso, estaban limitadas por la falta de tecnología que les liberase del yugo natural y del trabajo manual y esclavo. Así, de acuerdo con Goklany 2012 (opus. cit.) desde el año 0 hasta el año 1.000 de nuestra era, la población humana paso de 230 a 270 millones de habitantes, manteniéndose el desarrollo y la riqueza en niveles muy bajos, predominando la pobreza prácticamente para la gran mayoría de la población, sin capacidad de influir significativamente sobre su destino.

En los siglos XVI a XVIII la humanidad empezó a florecer. El descubrimiento de la imprenta y el método científico, el desarrollo del comercio y del transporte, el desarrollo de algunas medicinas y de conocimientos médicos, hicieron que se acelerara ligeramente el progreso. En 1750, la esperanza de vida aumentó ligeramente hasta los 30 años y la población alcanzó los 750 millones de habitantes. Pero, con todo, la humanidad seguía sometida al uso de las energías tradicionales (leña y carbón vegetal), al transporte animal, a los barcos de vela y al trabajo manual pesado y poco eficiente. Aún faltaba algo para conseguir un impulso definitivo.

El desarrollo exponencial de la humanidad se inició con el descubrimiento y utilización de los combustibles fósiles. Fue su aparición lo que dio lugar a la revolución industrial, energética y humana que aun disfrutamos hoy. De hecho, la humanidad vive el momento más álgido de toda su historia, con 8.000 millones de habitantes (el niño 8.000 millones acaba de nacer según recientes informaciones de la O.N.U.). Así, durante los dos últimos siglos, los parámetros asociados al bienestar humano han experimentado un desarrollo acelerado y progresivo, al mismo ritmo que se han ido combatiendo y controlando los elementos indeseables que han torturado a la humanidad durante siglos, como la mortalidad (especialmente natal, perinatal, infantil y femenina), la malnutrición y la pobreza. El paralelismo entre las curvas de emisiones de CO2 y los parámetros asociados al bienestar humano (figura 2) denota una evidente relación causa – efecto, una correlación incuestionable, entre el consumo de combustibles fósiles y el progreso de la humanidad.

Los hidrocarburos:
La energía de nuestra civilización presente y futura

Así pues y de acuerdo con lo anterior, los hidrocarburos representan la clave de bóveda de nuestro sistema económico, social y de desarrollo. Pero, ¿Cuáles son las razones de este éxito?. Principalmente, se trata de fuentes de energía muy concentrada, abundante, barata y fiable. Nunca, a lo largo de la historia de la humanidad, se había encontrado (tampoco se conoce ahora) una fuente de energía cuyo rendimiento y eficiencia se acerque, ni de lejos, a la que poseen los hidrocarburos. Además, éstos son muy versátiles en su uso y, gracias a la creatividad humana que ha inventado múltiples tecnologías para su aprovechamiento, se ha generado una estrecha relación entre el hombre y los hidrocarburos, lo que ha conducido al éxito de la civilización y a su desarrollo. Además, es justo señalar que ese progreso humano, basado en el uso de la energía que proporcionan los hidrocarburos, es un legado de los países de Europa Occidental,  que fue transmitiéndose hacia otras latitudes y continentes, generalizándose las técnicas y los usos, dando lugar al desarrollo global que hoy observamos.

La figura 3 resume esquemáticamente la relación entre el progreso y la utilización de hidrocarburos. En efecto, desde hace décadas, la humanidad ha entrado en lo que podría definirse como un círculo virtuoso, donde el capital humano (las personas y sus conocimientos), junto con el capital financiero (el incremento de riqueza), ha generado un desarrollo que se ha ido incrementando exponencialmente.

¿Hasta cuándo continuará esa tendencia?. Es difícil predecirlo pero, de momento, el progreso no tiene visos de detenerse y ni siquiera sería buena idea que se detenga. Y por lo tanto, la humanidad debe seguir aumentando su capacidad si se desea alimentar, vestir y dar una vida digna a los 9.500 millones de personas que, de acuerdo con las previsiones, poblarán el planeta a mediados del siglo XXI, una obligación moral de la que no podemos sustraernos. Pero las generaciones anteriores han demostrado que este objetivo no es tan difícil. Para ello, tan sólo es necesario tener las ideas y los objetivos claros, tomar las decisiones adecuadas y manejar fuentes de energía con las características necesarias. Es decir, una energía concentrada, abundante, barata y fiable.

Figura 3.- Los hidrocarburos en el ciclo del progreso. Fuente: Goklany. I (2007) “The improving State of the World”.
 

El progreso humano se ha basado hasta la fecha en la disponibilidad de fuentes de energía, de alimentos,  de productos textiles, de materiales de construcción, de maquinaria y de transporte. Y sin los combustibles fósiles en general y los hidrocarburos en particular, este desarrollo no hubiera sido posible. A fecha de hoy y desde hace décadas, las cosas no han cambiado y los parámetros necesarios siguen siendo los mismos.

Los hidrocarburos y la seguridad energética.

De los 8.000 millones de personas que integran actualmente la humanidad, unos 1.000 millones no tienen acceso a la electricidad. Y, para cubrir las necesidades de la población que previsiblemente se espera a mediados de siglo, se necesitarán cantidades ingentes de energía, cifras que la humanidad no ha conocido con anterioridad.

Antes de la irrupción de los hidrocarburos en la vida humana, se obtenía la energía y los combustibles de la explotación vegetal (madera, leña y biomasa), así como del viento, del agua, de la geotermia (aunque estos tres últimos en porcentajes mínimos), además del trabajo humano y animal para las actividades agrícolas, ganaderas e industriales. Las rudimentarias fuentes de energía de la época fueron sustituidas por el carbón y los hidrocarburos, con las consecuencias ya mencionadas, un progreso del cual es muy complicado, por no decir imposible, una vuelta atrás. Actualmente, como ha sido detallado en un artículo anterior (La energía en el siglo XXI en Entrevisttas.com), la Humanidad consume unos 13.800 Millones de toneladas equivalentes de petróleo por año (Mteqp/año). Una cantidad de energía abrumadora.

Si se prescindiese ahora de los hidrocarburos, la energía necesaria tendría que obtenerse a partir del carbón, de la madera, de los recursos hidráulicos, además de las fuentes eólicas, solares y nucleares. Para alcanzar el suministro de energía necesario, la exclusión de los hidrocarburos implicaría inexorablemente una deforestación galopante, una ocupación inmensa de terrenos para la ubicación de centrales eólicas y solares, y un consumo desaforado de materiales metálicos cuyas reservas son actualmente escasas y poco conocidas a nivel mundial.

Figura 4.- Las energías renovables (solar y eólica) que se utilizan para producir electricidad son energías intermitentes y diluidas que
no pueden asegurar la totalidad del suministro eléctrico, y sólo representan el 20 % de la energía primaria que se consume en el mundo.

Elementos como el litio, cobalto, cobre, níquel, neodimio, tierras raras y otros, son esenciales en la construcción de generadores eólicos y coches eléctricos, de grandes baterías de almacenamiento de electricidad, de los productos informáticos y de telecomunicación, etc. En ese caso, la presión humana sobre el medio ambiente sería enorme y muy probablemente, nuestro desarrollo acabaría destrozando la naturaleza.

En la figura 4 se recoge la aportación de la energía eólica y solar a la producción total de energía eléctrica en Alemania durante un año (2013). Aunque el desarrollo de estas energías está haciendo que su porcentaje en el mix eléctrico aumente, los valores son todavía bajos y difícilmente podrán llegar a ser mayoritarios y a sustituir a otras tecnologías basadas en combustibles fósiles, nuclear o hidroeléctrica. Además, debe recordarse, como se detallaba en los artículos antes mencionados,  que la energía eléctrica solo representa el 20% de toda la energía que consume la humanidad.

De hecho, como se muestra en la figura 5, en 2021, la contribución de las energías renovables (eólica y solar) al mix energético alemán solo alcanzaba, después de grandes esfuerzos financieros y técnicos, el 28% de las necesidades totales de energía eléctrica.

Porque las energías renovables, además de ser intermitentes en su suministro, no pueden garantizar una disponibilidad inmediata cuando se las necesita, y además son muy intensivas en la ocupación de terrenos y en la utilización de materias primas minerales y energía para su instalación. En la figura 6 se representa gráficamente la cantidad de hierro y acero que se necesita para la instalación de un Megawatio de potencia de energía eólica, en comparación con los hidrocarburos y el gas natural. Otras comparaciones posibles son también muy desfavorables para este tipo de energías.

Figura 5.- Las energías renovables (solar y eólica) que se utilizan para producir electricidad son energías intermitentes y diluidas
que no pueden asegurar la totalidad del suministro eléctrico, y sólo representaban, en 2021, el 28 % de la energía eléctrica en Alemania.

Por otra parte, tal y como se representa en la Figura 7, de los 13.800 Mteqp que consume actualmente la humanidad cada año, un 85,52 % corresponde a combustibles fósiles, de los cuales un 28,11% proviene del carbón y un 57,41 % del petróleo y el gas natural.

El resto de energías primarias, utilizadas exclusivamente para producir electricidad, representan un 15,48 % y, las tan traídas y llevadas energías renovables (eólica y solar), representan únicamente un 3,16% a nivel mundial. Estos datos, publicados ya en artículos anteriores, resaltan lo inalcanzable que es el renunciar o descartar los combustibles fósiles como la energía básica de nuestro sistema económico global. Con suerte, para mediados del  siglo XXI, se conseguirá reducir su uso hasta valores en el entorno del 70 – 75% del total. 

Así pues, la vida, el bienestar y el progreso humano se sustentan hoy y se continuarán sustentando en el futuro, al menos durante bastantes décadas, en el consumo masivo de energía que, en un porcentaje muy mayoritario, proviene del gas, del petróleo y del carbón. Prescindir de los combustibles fósiles, como se está proponiendo desde muchos medios e instituciones, supondría paralizar el progreso humano y volver hacia atrás en el bienestar global, con una enorme pérdida de riqueza, sobre todo en los países del primer mundo. Y, lo que es peor, con un fuerte incremento del subdesarrollo, de la pobreza e incluso de la tasa de mortalidad en los países más atrasados.

Figura 6.- Las energías renovables (solar y eólica) son muy intensivas en el consumo de energía,
materias primas minerales y terreno para su instalación.
Figura 7.- Distribución por tipos de combustibles de la energía primaria consumida a nivel global. Las energías renovables
(solar y eólica) son un porcentaje muy pequeño del total y la dependencia de los combustibles fósiles es muy grande.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy 2017.
Figura 8.- Relación entre el consumo de energía y el desarrollo humano.
Fuente: Exxon Mobile a partir de datos de la O.N.U. (2014).
(1 millón de B.T.U. son 252 termias o 252.000 kilocalorías o 292 KiloWatios hora)

En la figura 8 se contrapone el desarrollo humano, según los índices de la O.N.U., con el consumo de energía. Como se observa en el gráfico, el incremento del desarrollo humano implica un fuerte incremento del consumo de energía per cápita. De hecho, mientras la escala de ordenadas (índice O.N.U) es lineal, la de la abscisa (energía per cápita) es exponencial. Así, triplicar el índice de desarrollo (por ejemplo, de 0,2 a 0,6) implica multiplicar por 100 el consumo de energía per cápita pasando de 10.000 a 1.000.000 de B.T.U. por persona y día. Y ese aumento brutal de consumo energético que conlleva el deseable desarrollo, desde el punto de vista estrictamente práctico y operativo, más allá de posturas voluntaristas y de buenismos ambientales, sólo puede ser cubierto a base de la utilización masiva de combustibles fósiles. Además, a pesar de todos los esfuerzos (de unos países más que de otros, justo es decirlo), así lo confirma la tendencia creciente del consumo mundial y de los precios, un claro indicador de que la demanda sigue aumentando.

Agradecimiento

El presente artículo está basado, en parte, en las conferencias impartidas por nuestro compañero D. Juan García Portero, geólogo especialista en petróleo y gas perteneciente al Ente Vasco de la Energía (E.V.E.), en el marco del V Curso de Hidrocarburos No Convencionales celebrado en la Escuela de Ingenieros de Minas de la Universidad de Oviedo en el año 2018. Por sus aportaciones originales en dicho curso y su permiso para su reproducción total o parcial, los autores quieren dejar aquí constancia de su profundo agradecimiento. 


Los hidrocarburos ¿son tan sucios y despreciables como nos cuentan? | Parte I
por José Antonio Sáenz de Santa María Benedet y Enrique Ortega Gironés
Geólogos


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