Las energías renovables eólica y solar no reemplazarán al petróleo

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificación: 2023-12-16 16:02

Ofrecemos a los lectores de ASh una traducción de un artículo de Gail "The Old Ladies" Tverberg (OurFiniteWorld), conocida por su enfoque de sistemas, antecedentes financieros y respeto por la economía física. Buen autor, en resumen:-)

¿Por qué pueden mentir los modelos de uso de las RES?

Las necesidades energéticas de la economía mundial parecen ser fáciles de modelar. Calculemos el consumo: incluso en kilovatios-hora, incluso en barriles de petróleo equivalente, incluso en unidades térmicas británicas, kilocalorías o julios. Dos tipos de energía son equivalentes si producen la misma cantidad de trabajo útil, ¿no es así?

Por ejemplo, el economista Randall Munroe explica los beneficios de las energías renovables en la portada de su video. Según su modelo, los paneles solares (si se construyen a su gusto) pueden proporcionar suficiente electricidad para usted y para media docena de vecinos. Los aerogeneradores (también construidos hasta el nivel del absurdo, pero por supuesto), te proporcionarán energía a ti y a una docena de vecinos más.

Sin embargo, hay un vacío lógico en este análisis. La energía producida por paneles eólicos y solares no es exactamente lo que necesita la economía (al menos no por ahora). El viento y el sol generan electricidad intermitente, a menudo disponible en el momento y el lugar equivocados. La economía mundial necesita una variedad de tipos de energía, estos tipos deben cumplir con las especificaciones de ingeniería de los sistemas más diversos del mundo moderno. La energía debe entregarse en el lugar correcto y entregarse a los usuarios en el momento adecuado del día o en el momento adecuado del año. Incluso puede ser necesario almacenar la energía obtenida del sol y el viento durante varios años (por ejemplo, se usa una central de almacenamiento por bombeo y hay una sequía en la región).

Creo que la situación es similar a la de los científicos hipotéticos que decidieron, para aumentar la eficiencia de la economía, trasladar el 100% de la población de la alimentación tradicional a la hierba y el ensilado en 20 años. Las vacas, las cabras y las ovejas comen, ¿no es así? ¿Por qué la gente no puede? La hierba, sin duda, contiene una tonelada de energía útil. La mayoría de los tipos de césped parecen no ser tóxicos para los humanos, al menos en pequeñas cantidades. La hierba parece estar creciendo bastante bien. La hierba se puede almacenar para uso futuro. Parece que vale la pena cambiar al uso de pasto para la producción de alimentos en términos de emisiones de CO2. Desafortunadamente, la hierba y el ensilaje no son el tipo de energía que los humanos suelen consumir. El hecho de que los grandes simios de alguna manera no evolucionen como herbívoros es similar al hecho de que la producción y el transporte de materiales en la economía moderna no se adaptan de alguna manera a la energía intermitente del viento y el sol.

Poner hierba en la dieta humana bien puede "funcionar", pero para eso se necesita un organismo diferente

Si miras a tu alrededor, puedes encontrar fácilmente especies herbívoras. Los animales con estómagos de cuatro cámaras prosperan con una dieta a base de hierbas. Estos organismos a menudo tienen dientes en continuo crecimiento porque la sílice en la hierba tiende a desgastar los dientes. Quizás, a través de la ingeniería genética, las personas pueden desarrollar estómagos adicionales y agregar dientes renovados constantemente. Es posible que se requieran otros ajustes útiles, pero no muy atractivos, en nuestro cuerpo, por ejemplo, para hacer que el cerebro sea más pequeño (y la mandíbula más grande). Para mantener una alta actividad cerebral se requieren demasiadas calorías, no se puede masticar tanto ensilado.

El problema con casi todos los modelos actuales de RES es que el sistema se considera en un "marco estrecho". Solo se considera una pequeña parte del problema, generalmente solo la caída de los precios de los paneles y turbinas eólicas (o "costos de energía"), y se supone que este es el único costo asociado con un cambio en todo el patrón de consumo. De hecho, los economistas tienen que admitir que mover la economía al 100% de energía renovable requerirá cambios dramáticos en la sociedad, similares a estómagos con múltiples cámaras y dientes en constante crecimiento para cambiar a una dieta 100% a base de hierbas. Su análisis necesita un "alcance más amplio".

Si Randall Munroe tuviera en cuenta los costos indirectos de energía del sistema, incluida la energía necesaria para reconstruir los sistemas de energía existentes, su análisis probablemente cambiaría. Es probable que desaparezca la capacidad de la energía eólica y solar para alimentar tanto su propia casa como la de una docena de vecinos. Se utilizará demasiada energía para que el sistema funcione como el equivalente de estómagos de múltiples cámaras y dientes en constante crecimiento. El sector energético mundial trabajará con fuentes de energía renovables, pero no de la misma forma que antes. En términos generales, un cerebro más pequeño tendrá pensamientos muy diferentes.

¿Es "la energía utilizada por una docena de sus vecinos" una métrica correcta?

Antes de continuar con lo que salió mal con el modelo de Munroe, necesito detenerme brevemente en su método de conteo. Munroe habla de "la energía consumida por un hogar y una docena de vecinos". A menudo escuchamos noticias sobre cuántos hogares puede atender una nueva planta de energía o cuántos hogares se cerraron temporalmente debido a la tormenta. La métrica utilizada por Munroe es muy similar. ¿Pero tomó todo en cuenta?

Además de los hogares, la economía requiere una variedad de fuentes de energía en muchos más lugares, que incluyen: en el gobierno para la defensa y la aplicación de la ley, en la construcción de carreteras o escuelas, en granjas para cultivar alimentos deliciosos y en fábricas para hacer golosinas saludables.. Tiene poco sentido restringir el cálculo al consumo en los hogares de los ciudadanos únicamente. (De hecho, Munroe está tan simplificado en sus cálculos que no es posible averiguar qué se incluye exactamente en su análisis. Parece que solo cuenta la energía que está en los enchufes eléctricos). Mi análisis independiente muestra que directamente en los hogares sólo se consume alrededor de un tercio de la cantidad total de todos los tipos de energía en los Estados Unidos. El resto lo consumen empresas privadas y organismos gubernamentales …

Nota de G. Tverberg:

Mi estimación de "alrededor de un tercio" se basa en datos de la EIA y BP. En términos de electricidad, los datos de la EIA muestran que los hogares en los Estados Unidos usan alrededor del 38% de la generación total de electricidad. En cuanto al combustible que no se utiliza para el transporte y la generación de electricidad, ronda el 19%. Combinando estas dos categorías, encontramos que los hogares estadounidenses usan alrededor del 31% de los combustibles que no son para vehículos. Para los combustibles para el transporte, los mejores datos disponibles son las estadísticas de productos petrolíferos de BP. Según BP, el 26% del petróleo a nivel mundial se quema en forma de gasolina de motor. En Estados Unidos, alrededor del 46%. Por supuesto, parte de esta gasolina no se utiliza para necesidades domésticas: por ejemplo, los coches de policía suelen ser de gasolina, como los camiones pequeños que utilizan las empresas. Además, Estados Unidos es un importante importador de productos manufacturados de China y otros países. La útil energía de combustibles fósiles incorporada en estas importaciones nunca llega a las estadísticas de energía de Estados Unidos.

Solo hay que ajustar los cálculos de Munro para incluir la energía consumida por empresas e instituciones, y tendremos que dividir inmediatamente la docena de edificios residenciales especificados en aproximadamente tres. Así, en lugar de "energía suficiente para ti y una docena de tus vecinos", tienes que decir: "energía para ti y tres o cuatro vecinos". Una docena ("un orden de magnitud" como dirían los ingenieros) se evaporará en alguna parte. Además, la inclusión de la energía social en los cálculos es solo el comienzo del camino. Como se mostrará a continuación, para un ajuste completo, debe dividir no por tres, sino por un valor mucho mayor.

¿Cuáles son los costos indirectos de las energías renovables eólica y solar?

Hay varios costos indirectos:

(1) Los costos de suministrar energía a partir de fuentes de energía renovables son mucho más altos que los de otros tipos de electricidad, pero en la mayoría de los estudios se consideran iguales o promediados sobre la economía en su conjunto.

Un estudio de 2014 de la Agencia Internacional de Energía (AIE) muestra que el costo de transferir energía de las turbinas eólicas es aproximadamente tres veces el costo de la energía de carbón o nuclear. A medida que aumenta la participación de la capacidad de generación eólica y solar en la capacidad instalada total, los costos excesivos muestran una tendencia al alza. Estas son solo algunas de las razones:

(a) La necesidad de construir más líneas de transmisión, simplemente porque las líneas deben diseñarse para manejar cargas máximas significativamente mayores. La energía del viento suele estar disponible (consulte el enlace sobre juegos con CFR) entre el 25% y el 35% del tiempo; el sol está disponible del 10% al 25% del tiempo. {M. Ya.: Según BP, en 2018 la capacidad eólica instalada declarada se utilizó en un 25,7%, solar, en un 13,7%. Los milagros no ocurren.}. En consecuencia, cuando estas fuentes de energía renovable operan a plena carga, por ejemplo, almacenan energía en una planta de energía de almacenamiento por bombeo en un día soleado y ventoso, se necesitan de 3 a 4 veces más capacidad de transmisión de las líneas de transmisión en comparación con las capacidades de generación continua.

(b) Las RES tienen, en promedio, una mayor distancia entre el punto de generación de energía y el consumidor. Como ejemplo, compare las turbinas eólicas marinas ubicadas a 20-30 millas de la comunidad más cercana con una planta de energía térmica urbana típica.

(c) En comparación con la capacidad de combustibles fósiles, la generación de energía de las plantas de energía eólica y solar es mucho más difícil de predecir; recuerde los proverbios sobre la increíble precisión de los pronósticos meteorológicos modernos. En consecuencia, aumenta el costo del despacho de energía.

(2) Debido al aumento en la longitud total de las líneas de transmisión de energía, aumentan los costos laborales para mantener estas líneas en condiciones adecuadas y seguras. Esto es especialmente lamentable en regiones áridas y ventosas, donde los retrasos en el mantenimiento de tales líneas pueden provocar un incendio.

En California, el mantenimiento inadecuado de las líneas eléctricas llevó a la quiebra del sistema eléctrico de PG&E. Considere cómo PG&E inició dos apagones “preventivos”, uno de los cuales afectó a unos dos millones de personas. Los funcionarios de energía de Texas informan: "Las líneas eléctricas de nuestro estado han causado más de 4,000 incendios en los últimos tres años y medio". El negocio no se limita a las turbinas eólicas. En Venezuela, los incendios forestales a lo largo de una línea de transmisión de 600 kilómetros entre la central hidroeléctrica Guri y Caracas han provocado un apagón masivo.

Por supuesto, existen posibilidades técnicas. La forma más confiable son las líneas eléctricas subterráneas. Incluso el uso de alambre aislado (hidrolina) en lugar de alambre desnudo puede mejorar la seguridad. Sin embargo, cualquier solución técnica tiene su propio precio. Estos costos deben tenerse en cuenta al modelar el desarrollo de fuentes de energía renovables al nivel "más deseable".

(3) La conversión del transporte terrestre en energía renovable requerirá grandes inversiones en infraestructura. Por supuesto, si solo la capa más alta de la “clase media alta” usara vehículos eléctricos, entonces no hay problema. Es comprensible que los ricos puedan permitirse tanto automóviles eléctricos como garajes / estacionamientos (con calefacción) con conexiones eléctricas dedicadas. Está claro que los ricos siempre encontrarán alguna manera de cargar su automóvil a batería sin muchas hemorroides, y muchas de estas comodidades ya están disponibles.

El problema es que los menos ricos no tienen las mismas oportunidades. Por cierto, estas personas que "no son las más pobres" también son personas muy ocupadas y tampoco pueden permitirse el lujo de pasar horas esperando a que se cargue el automóvil. Este subconjunto de consumidores necesita desesperadamente estaciones de carga rápida económicas en muchos lugares. Es probable que el costo de la infraestructura de carga rápida deba incluir impuestos de mantenimiento de carreteras, ya que este es uno de los costos que se incluyen en los precios del combustible para motores en los EE. UU. Y en muchos otros países en la actualidad.

{Ni siquiera estamos hablando de los pobres y de los estratos más pobres de la sociedad. Su vehículo eléctrico es, en el mejor de los casos, un scooter a batería. - M. Ya.}

(4) En condiciones de falta de capacidad de reserva, el suministro de energía intermitente aumenta el costo de producción del material. Se cree ampliamente que la generación intermitente se puede abordar con relativa facilidad con medidas organizativas simples, como tarifas diarias / semanales / estacionales "flotantes", "redes inteligentes" con el apagado de refrigeradores y calentadores de agua domésticos durante las cargas máximas, etc. Estos modelos están más o menos justificados si el sistema consiste principalmente en centrales térmicas y centrales nucleares, y la participación de las fuentes de energía renovables en la generación se mide por el primer porcentaje.

La situación cambia radicalmente si la participación de las energías renovables comienza a superar estos primeros porcentajes. Necesitamos baterías químicas que puedan suavizar las cargas máximas diarias, especialmente por la noche, cuando la gente llega a casa del trabajo y quiere cenar, y el sol, ah, problema, ya se ha puesto. La situación con los aerogeneradores es aún peor: allí la producción de energía puede hundirse en cualquier momento, y no solo por la calma, sino también por la tormenta.

Las baterías pueden ayudar con los tiempos de ciclo diarios y las interrupciones a corto plazo, pero las energías renovables también tienen interrupciones más prolongadas. Por ejemplo, una tormenta severa con precipitación puede interrumpir simultáneamente la energía solar y eólica durante varios días en cualquier época del año. Por tanto, si el sistema va a funcionar únicamente con fuentes de energía renovables, es deseable tener una reserva de energía durante al menos tres días. En el breve video a continuación, Bill Gates es pesimista sobre el tamaño de tal "batería" para una metrópolis como Tokio.

Incluso ahora, con una participación relativamente baja de fuentes de energía renovable en la generación, no tenemos dispositivos capaces de proporcionar una copia de seguridad completa de tres días. Si la economía mundial cambia exclusivamente a fuentes de energía renovables y el consumo de electricidad per cápita seguirá creciendo en comparación con el actual (coches eléctricos, etc.), ¿por qué cree que será más fácil crear sistemas de alimentación ininterrumpida de tres días?

Pero almacenar energía durante tres días es pequeño en comparación con el ciclo estacional. La Figura 1 muestra el patrón estacional del consumo de energía en los Estados Unidos.

Figura 1. Consumo de energía de EE. UU. Por mes del año según datos del Departamento de Energía de EE. UU. "Descanso" es la energía total, menos la electricidad y la energía de transporte. Incluye: gas natural para calefacción, derivados del petróleo para la agricultura y todo tipo de combustibles fósiles utilizados en la producción industrial (petroquímicos, polímeros, etc.)

La producción de energía solar alcanza su punto máximo en los Estados Unidos en junio y baja de diciembre a febrero. Las plantas de energía hidroeléctrica producen su mayor capacidad durante la inundación de primavera, pero su producción varía de un año a otro. La energía eólica cambia de manera impredecible.

La economía moderna no puede hacer frente a los cortes de energía. Por ejemplo, para fundir metales, la temperatura debe permanecer constantemente alta. Los ascensores no deben detenerse entre los pisos simplemente porque una tormenta ha azotado el parque eólico. Se requiere que los refrigeradores se enfríen para que la carne fresca no se pudra.

Hay dos enfoques que se pueden utilizar para abordar los problemas energéticos estacionales:

(a) Reconstruir la industria de modo que en invierno se consuma menos energía para la producción industrial y se deje más para las necesidades del hogar. ¡Fundir aluminio y quemar cemento solo en verano!

(b) Construir grandes volúmenes de instalaciones de almacenamiento, por ejemplo, una planta de energía de almacenamiento por bombeo, almacenar energía durante varios meses o incluso años.

Cualquiera de estos enfoques es extremadamente caro. Algo así como los métodos de la ingeniería genética para colocar a una persona en un segundo estómago. Hasta donde yo sé, estos costos no se han incluido en ningún modelo hasta la fecha {Gail se equivoca. David McKay hizo tal modelo:

La Figura 2 ilustra los altos costos de energía que pueden surgir al agregar una proporción significativa de redundancia de energía. En este ejemplo, la "energía limpia" que proporciona el sistema se gasta esencialmente en mantener la reserva en funcionamiento. El parámetro ERoEI compara la producción de energía útil con el consumo de energía.

Figura 2. Gráfico ERoEI de Graham Palmer, según lo informado por Australia Energy.

El ejemplo de la Figura 2 se calcula para Melbourne, donde el clima es relativamente templado y no hay heladas fuertes ni calor extremo. El ejemplo utiliza una combinación de paneles solares y baterías químicas de "reserva en frío" en forma de generadores diesel. Los paneles solares y las baterías químicas proporcionan el 95% de la electricidad del sistema. La generación diésel se utiliza durante las interrupciones y accidentes de larga duración y cubre el 5% restante del consumo. Si los generadores diésel de emergencia se eliminan por completo del modelo, se necesitarán más paneles solares y más baterías. Estas baterías y paneles adicionales se usarán muy raramente, pero como resultado, el ERoEI del sistema disminuirá aún más.

Hoy en día, la principal razón por la que el sistema eléctrico no se da cuenta de los costos de la generación intermitente es la baja participación de la generación eólica y solar. Según BP, en 2018 el mundo generó 26614,8 TWh de electricidad (398 vatios de potencia instantánea per cápita). La contribución del viento fue de 1270.0 TWh (4.8%), la contribución de los paneles solares - 584.6 (2.2%). El flujo de energía total ascendió a 13.864,4 millones de toneladas de petróleo equivalente (1.816 kg de petróleo equivalente por canal por año), incluidos 611,3 millones de tep de combustible nuclear. La participación del viento en este enorme volumen es de 287,4 millones de tep (2,1%), la participación de la electricidad solar es de 132,2 (1,0%). Los paneles eólicos y solares juntos dieron para cada terrícola el equivalente a 1,5 tanques de gasolina para automóviles: un poco menos de 56 kg de petróleo condicional.

La segunda razón por la que el sistema eléctrico aún no percibe los costos de las fuentes de energía renovable es que estos costos adicionales se reparten sobre el costo de todo el paquete de consumo de energía, incluso para los servicios de reserva estratificada con fuentes tradicionales de generación (carbón, centrales nucleares y de gas natural). Estos últimos se ven obligados a proporcionar capacidades de reserva, incluida una reserva “caliente”, sin una compensación de costos adecuada. Esta práctica genera grandes problemas a las empresas generadoras y las capacidades de reserva no reciben la financiación adecuada. Los ingenieros energéticos tradicionales se ven obligados a quemar gas de forma gratuita, sin vender un solo kilovatio-hora, solo para que los colegas de color verde oscuro puedan vender kilovatios-hora de energía eólica y solar a un precio razonable y con una fiabilidad general aceptable del sistema de energía.

Si, según los ambiciosos planes de los Verdes, el uso de combustibles fósiles se detiene repentinamente, todas estas reservas y capacidades básicas, incluidas las centrales nucleares, desaparecerán. (La extracción de combustible nuclear, por extraño que parezca, también depende del fósil). De repente, las RES tendrán que descubrir cómo reservar capacidad para su propio dinero. Ahí es cuando el problema de la discontinuidad se vuelve insuperable. Las reservas estratégicas de petróleo, derivados del petróleo, carbón, uranio pueden almacenarse durante años, además, con pérdidas insignificantes y relativamente económicas; las instalaciones de almacenamiento de gas subterráneas son algo más caras de operar; Los costos de almacenamiento de la electricidad generada, ya sea en plantas de energía de almacenamiento por bombeo o en baterías químicas, son increíblemente enormes. Estos últimos incluyen no solo el costo del sistema en sí, sino también las pérdidas inevitables de electricidad durante el bombeo de la planta de energía de almacenamiento por bombeo y la carga de las baterías.

De hecho, la falta de financiamiento de las capacidades tradicionales asociadas a la prerrogativa de las FER para la inversión ya se está convirtiendo en un problema insuperable en algunos lugares. Ohio decidió recientemente recortar los fondos para las energías renovables y proporcionar subsidios a las plantas de energía nuclear y a las centrales eléctricas de carbón.

(5) El costo de deshacerse de las turbinas eólicas, los paneles solares y las baterías químicas casi nunca se refleja en las estimaciones de costos de los proyectos.

Parece que en los modelos energéticos existe la creencia de que al final de su vida útil, las turbinas eólicas, los paneles y las baterías de varias toneladas se disolverán por sí mismos en la naturaleza. Incluso si los costos de eliminación se incluyen en las estimaciones, a menudo se supone que el costo del desmantelamiento será menor que el precio de la chatarra. Ya estamos descubriendo que la disposición competente de los residuos usados es un placer costoso, y el consumo de energía para el reciclaje (especialmente metales y semiconductores) suele ser superior a toda la energía vendida a los consumidores durante el funcionamiento de la instalación.

(6) Las RES no son un reemplazo directo de muchos de los dispositivos y procesos que usamos activamente en la actualidad. La lista de cosas necesarias para la explotación de fuentes de energía renovables es larga, y gran parte de esta lista se produce, al menos por ahora, utilizando exclusivamente combustibles fósiles. El mantenimiento de aerogeneradores de helicópteros es un buen ejemplo. ¡No intente convencernos de que los helicópteros de servicio pesado también pueden volar con baterías! Muchos de estos procesos o dispositivos no cambiarán durante al menos los próximos 20 años, lo que significa que se necesitarán combustibles fósiles para mantener operativos los sistemas de energía renovable.

Además de dar servicio a las fuentes de energía renovable, existen muchos otros procesos en los que no hay sustituto para los combustibles fósiles y no son visibles en el futuro. Acero, fertilizantes, cemento y plástico son cuatro ejemplos que menciona Bill Gates en su video. Y también mencionaremos el asfalto y la mayoría de las medicinas modernas. Tendremos que cambiar mucho y aprender a prescindir de muchas de las ventajas habituales. Es imposible construir una carretera, bueno, quizás con adoquines, ni un edificio moderno de varios pisos que utilice únicamente fuentes de energía renovables. Probablemente, algunos de los materiales se pueden reemplazar con madera, pero ¿habrá suficiente madera para todos y el mundo enfrentará el problema de la deforestación masiva?

(7) Es probable que la transición a las energías renovables no lleve 20 años, como en las optimistas previsiones de los Verdes, sino 50 años o más. Durante este tiempo, la energía eólica y solar actuará como una ayuda útil para la economía de combustibles fósiles, pero las energías renovables no podrán reemplazar a los combustibles fósiles. Esto también aumenta los costos.

Para que la producción de combustibles fósiles continúe en el futuro previsible, los recursos y el dinero deberán gastarse aproximadamente al mismo ritmo que en la actualidad. La entrega de combustibles fósiles todavía requiere infraestructura: oleoductos, refinerías y profesionales capacitados. Los mineros, los trabajadores del petróleo, los trabajadores del gas, los operadores de centrales térmicas y nucleares, y muchos otros trabajadores del sector energético "tradicionalmente orientado" por alguna razón quieren recibir un salario durante todo el año, y no solo cuando hay un repentino nevadas y paneles solares temporalmente … Las empresas mineras deben cancelar los préstamos recibidos antes para la construcción de las instalaciones existentes. Si se utiliza gas natural como reserva de invierno, se necesitarán nuevas instalaciones de almacenamiento subterráneo. Incluso si el uso de gas natural disminuye, digamos, en un categórico 90%, entonces los costos de personal e infraestructura, en su mayoría fijos y poco dependientes del volumen de bombeo, se reducirán en un porcentaje mucho menor, digamos, en un 30%..

Una de las razones por las que la transición a las energías renovables será larga y dolorosa es que, en muchos casos, ni siquiera hay un indicio de cómo salir de la “aguja del aceite”. Es necesario hacer cambios en la tecnología y, para ello, inventar algo nuevo. Una vez inventadas, las innovaciones técnicas deben probarse en dispositivos reales. Cuando lo intentaron, si todo está en orden, es necesario construir y establecer líneas tecnológicas para la producción masiva de nuevos dispositivos. Es probable que en el futuro sea necesario compensar de alguna manera a los propietarios de dispositivos y tecnologías de combustibles fósiles existentes por la pérdida de ingresos o el costo del reemplazo prematuro de equipos. Por ejemplo, perdonar a los agricultores los préstamos gastados en la compra de tractores y cosechadoras con motores de combustión interna. Si no se hace esto, la economía colapsará bajo el peso de las deudas incobrables. Solo después de que todos estos pasos se hayan implementado con éxito, podremos hablar de una transición real a una nueva tecnología. Y así, ¡para cada cadena tecnológica específica!

Estos costes indirectos hacen que uno se pregunte si tiene algún sentido fomentar el uso generalizado del viento y el sol en el sector energético. Las energías renovables solo pueden reducir las emisiones de CO2 cuando en realidad reemplazan a los combustibles fósiles en la generación de electricidad. Y si la energía renovable es solo un complemento políticamente correcto para un sistema que continúa devorando combustibles fósiles, ¿vale la pena el esfuerzo?

¿Es el futuro de la energía eólica y solar mejor que el futuro de los combustibles fósiles?

Al final del video, Randall Munroe dice que la energía eólica y solar están infinitamente disponibles y los combustibles fósiles son muy limitados.

En la última declaración, estoy bastante de acuerdo con Munro. Los combustibles fósiles son muy limitados. Esto se debe a que solo disponemos de fuentes de energía naturales con un coste de extracción relativamente bajo.

Los precios de los productos terminados elaborados con combustibles fósiles deben permanecer lo suficientemente bajos como para que el consumidor general pueda pagarlos. Cuando intentamos poner en circulación recursos con un mayor costo de extracción, la demanda masiva cambia de bienes discrecionales (como automóviles o teléfonos inteligentes) a bienes cotidianos (como alimentos, calefacción o ropa). La caída de la demanda de bienes discrecionales provoca un exceso de existencias y una disminución de su producción. Dado que los automóviles y los teléfonos inteligentes se fabrican con otros bienes, incluidos los combustibles fósiles, la reducción de la demanda de estos bienes conduce a una deflación {MJ: oculta}, incluida la reducción de la demanda (y los precios) de energía. Por lo tanto, el precio del recurso se equilibra en un parche "ya tan caro que pocas personas pueden pagar" y "ya tan barato que se extrae con pérdidas", y todo está controlado por la presencia (o más bien la ausencia) de nuevos depósitos de energía con un costo de extracción aceptable. Parece que desde 2008 hemos estado en este estado la mayor parte del tiempo, experimentando una caída en los precios reales del petróleo y otros recursos.

{(M. Ya.: La deflación latente está enmascarada por la emisión monetaria, como "La economía se está desacelerando, ¡echemos a Kuytsov lo antes posible!")}

Figura 3. Precio promedio semanal del petróleo reprimido, ajustado por inflación, basado en los precios al contado del petróleo de la EIA y el IPC urbano de EE. UU.

Dada esta lógica, es difícil entender por qué las energías renovables deberían funcionar mejor o durante más tiempo que los combustibles fósiles. Si el costo de las fuentes de energía renovable sin subsidios es mayor que el de los combustibles fósiles, las fuentes de energía renovables no se desarrollarán. "Ya es tan caro que pocas personas pueden pagarlo". Si subvencionamos las fuentes de energía renovables, separándonos de la energía tradicional, entonces la energía tradicional dejará de desarrollarse: "ya es tan barata que se extrae con pérdidas". Como se muestra arriba, las FER en el futuro previsible no pueden desarrollarse sin el uso de combustibles fósiles (por ejemplo, para la fabricación de repuestos para turbinas eólicas o la construcción / reparación de líneas eléctricas). De ahí la conclusión: el desarrollo de las energías renovables empezará inevitablemente a ralentizarse, tanto con subvenciones como sin ellas.

¿Creemos demasiado en los modelos?

La idea de utilizar fuentes de energía renovables suena atractiva, pero el nombre es engañoso. La mayoría de las fuentes de energía renovables, a excepción de la leña, los biocombustibles secundarios (paja, tortas) y el estiércol, no son renovables por sí mismas. De hecho, las energías renovables dependen en gran medida de los combustibles fósiles.

{M. Ya.: el sol y el viento, son, por supuesto, prácticamente eternos, pero los paneles, las baterías, los tocadiscos e incluso las centrales hidroeléctricas / centrales de almacenamiento por bombeo no son en absoluto eternos. Veinte, treinta, bueno, cien años - ¡ROMPIENDO! Leemos de Kapitsa Sr.:.}

Curiosamente, los modeladores climáticos del IPCC y otros espantapájaros del cambio climático parecen estar completamente convencidos de que los recursos recuperables de combustibles fósiles en la Tierra son, si no inagotables, muy grandes. De hecho, la cantidad de combustibles fósiles que realmente se pueden considerar "recuperables" es uno de los principales problemas de la modelización, y este problema debe estudiarse con detenimiento. Es probable que el volumen de producción futura dependa en gran medida de la estabilidad del sistema económico existente, incluida la estabilidad del modelo de globalización de la economía mundial. Es probable que el colapso del sistema global conduzca a una rápida disminución de la producción de combustibles fósiles.

En conclusión, me gustaría enfatizar que el costo social de la energía renovable requiere un análisis cuidadoso. Una característica distintiva de la energía tradicional (especialmente la producción de petróleo) siempre han sido los enormes márgenes de beneficio. A partir de estas tasas altísimas, a través de los impuestos, los gobiernos recibieron fondos suficientes para patrocinar sectores vitales pero no rentables de la economía. Esta es una de las manifestaciones físicas de ERoEI.

{M. Ya. ERoEI social versus ERoEI estándar, lea aquí:}

Si la energía eólica y solar realmente tuvieran un ERoEI tan alto, como contaron algunos proponentes, entonces estas FER no requerirían subsidios: no solo monetarios, sino también organizacionales, en forma de preferencias estatales. Mientras tanto, hasta donde sabemos, el ERoEI real de las RES es tal que no se habla de gravar las RES en favor de sectores planificados de la economía no rentables. Quizás los investigadores crean demasiado en sus modelos simplistas.

Ayuda sobre KIUM:

En los comentarios se deslizó que en lugar de la frase "energía disponible" (entrada de energía disponible), es necesario utilizar la abreviatura ICUF (factor de utilización de capacidad instalada). Expliquemos que NO SE PUEDE utilizar la abreviatura KIUM. Existen al menos tres métodos para calcular el parámetro de "potencia nominal instalada" para paneles solares y turbinas eólicas en el mundo:

Condicionalmente "chino". ¿El panel de la parte posterior dice "1kW" (potencia máxima)? 1000 paneles instalados, lo que significa que la potencia nominal instalada es de 1 MW. Incluso no puedes conectarte a la red. ¿Están los paneles (en publicaciones)? ¡Así que están "instalados"! Es cierto que si no lo adjunta, entonces el ICUM resultará ser 0, pero a los chinos no les importan esas nimiedades.

Condicionalmente "Unión Europea". Se conectaron 1000 paneles de 1 kW cada uno según el proyecto a un convertidor de 550 kW. Esto significa que la potencia nominal instalada es de 0,55 MW. Por encima de su cabeza, lo siento, el cuello de botella del sistema, no puede saltar. Esta es la técnica de conteo más correcta, pero no se usa en todas partes. Bueno, la línea eléctrica de salida debería ser de 0,55 MW, a pesar de que en promedio por día el convertidor emitirá alrededor de 0,22 MW en un excelente clima soleado y cero en la nieve.

Condicionalmente "EE. UU.". Se conectaron 1000 paneles de 1kW en el norte de California a un convertidor de 950kW. El coeficiente de insolación anual promedio para esta ubicación en particular es 0.24. Esto significa que la potencia nominal instalada es de 0,24 MW. En un año muy exitoso, si no hay nevadas, es posible generar 2,3 GWh, ¡e ICUM = 108%!