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41 verdades incómodas sobre
la "nueva economía energética"

Marck P. Mills

FEE Stories
Marzo 20, 2022

Bill Gates ha dicho que cuando se trata de comprender las realidades energéticas, “necesitamos aplicar las matemáticas al problema”. El tiene razón.

No pasa una semana sin que un alcalde, gobernador, legislador o experto se sume a la prisa por exigir, o predecir, un futuro energético totalmente basado en energía eólica/solar y baterías, libre de la "carga" de los hidrocarburos que han alimentado sociedades durante siglos. Independientemente de la opinión que se tenga sobre si se requiere una “transformación” energética o por qué, la física y la economía de la energía combinadas con las realidades de esca-la dejan claro que no hay posibilidad de nada parecido a una “nueva economía energética” radical en el futuro pre-visible. futuro. Bill Gates ha dicho que cuando se trata de comprender las realidades energéticas, “necesitamos aplicar las matemáticas al problema”.

El tiene razón. Entonces, en mi informe reciente del Instituto Manhattan , "La economía de la nueva energía: un ejercicio de pensamiento mágico", hice exactamente eso.

Aquí, entonces, hay un resumen de algunas de las realidades fundamentales de las matemáticas subyacentes. (Consulte el informe completo para obtener explicaciones, documentación y citas).

Realidades sobre la escala de la demanda de energía
  1. Los hidrocarburos suministran más del 80 por ciento de la energía mundial: si todo eso fuera en forma de petróleo, los barriles se alinearían desde Washington, DC hasta Los Ángeles, y toda esa línea crecería a la altura del Monumento a Washington cada semana.

  2. La pequeña disminución de dos puntos porcentuales en la participación de los hidrocarburos en el uso mundial de energía implicó más de $ 2 billones en gastos globales acumulados en alternativas durante ese período; la energía solar y eólica suministran hoy menos del dos por ciento de la energía mundial.

  3. Cuando los cuatro mil millones de personas pobres del mundo aumentan el uso de energía a solo un tercio del nivel per cápita de Europa, la demanda mundial aumenta en una cantidad equivalente al doble del consumo total de Estados Unidos.

  4. Un crecimiento de 100 veces en la cantidad de vehículos eléctricos a 400 millones en las carreteras para 2040 desplazaría el cinco por ciento de la demanda mundial de petróleo.

  5. La energía renovable tendría que expandirse 90 veces para reemplazar los hidrocarburos globales en dos décadas. La producción mundial de petróleo tardó medio siglo en expandirse “solo” diez veces.

  6. Reemplazar la generación eléctrica basada en hidrocarburos de los EE. UU. durante los próximos 30 años requeriría un programa de construcción construyendo la red a un ritmo 14 veces mayor que en cualquier otro momento de la historia.

  7. La eliminación de los hidrocarburos para generar electricidad en EE. UU. (imposible pronto, inviable durante décadas) dejaría intacto el 70 por ciento del uso de hidrocarburos en EE. UU.: Estados Unidos utiliza el 16 por ciento de la energía mundial.

    Desde 1995, el uso total de energía en el mundo aumentó en un 50 por ciento, una cantidad equivalente a sumar el valor de la demanda de dos Estados Unidos.
  8. La eficiencia aumenta la demanda de energía al abaratar los productos y servicios: desde 1990, la eficiencia energética mundial mejoró un 33 %, la economía creció un 80 % y el uso mundial de energía aumentó un 40 %.

  9. La eficiencia aumenta la demanda de energía: desde 1995, el uso de combustible de aviación/pasajero-milla ha disminuido un 70 %, el tráfico aéreo aumentó más de 10 veces y el uso de combustible de aviación global aumentó más del 50 %.

  10. La eficiencia aumenta la demanda de energía: desde 1995, la energía utilizada por byte se ha reducido unas 10.000 veces, pero el tráfico global de datos aumentó alrededor de un millón de veces; la electricidad mun-dial utilizada para la computación se disparó.

  11. Desde 1995, el uso total de energía en el mundo aumentó en un 50 por ciento, una cantidad equivalente a sumar la demanda de dos Estados Unidos.

  12. Por seguridad y confiabilidad, en cualquier momento se encuentran almacenadas un promedio de dos meses de la demanda nacional de hidrocarburos. Hoy en día, apenas se pueden almacenar dos horas de la demanda nacional de electricidad en todas las baterías a gran escala más todas las baterías en un millón de autos eléctricos en Estados Unidos.

  13. Las baterías producidas anualmente por Tesla Gigafactory (la fábrica de baterías más grande del mundo) pueden almacenar tres minutos de la demanda eléctrica anual de EE.UU.

  14. Fabricar suficientes baterías para almacenar dos días de la demanda de electricidad de EE. UU. requeriría 1.000 años de producción de la Gigafactory (la fábrica de baterías más grande del mundo) .

  15. Cada $ 1 mil millones en aviones producidos conduce a unos $ 5 mil millones en combustible de aviación consumidos durante dos décadas para operarlos. El gasto mundial en aviones nuevos supera los 50.000 millones de dólares al año y sigue aumentando.

  16. Cada $ 1 mil millones gastados en centros de datos conduce a $ 7 mil millones en electricidad consumida durante dos décadas. El gasto mundial en centros de datos supera los 100.000 millones de dólares al año y sigue aumentando.

    Realidades sobre la economía energética

  17. Durante un período de 30 años, $ 1 millón en energía solar o eólica a gran escala produce 40 millones y 55 millones de kWh respectivamente: $ 1 millón en pozos de esquisto produce suficiente gas natural para gene-rar 300 millones de kWh durante 30 años.

  18. Cuesta aproximadamente lo mismo construir un pozo de esquisto o dos turbinas eólicas: la última, combinada, produce 0,7 barriles de petróleo (energía equivalente) por hora , la plataforma de esquisto produce un prome-dio de 10 barriles de petróleo por hora.

  19. Cuesta menos de $0,50 almacenar un barril de petróleo, o su equivalente en gas natural, pero cuesta $200 almacenar la energía equivalente a un barril de petróleo en baterías.

  20. Los modelos de costos para energía eólica y solar asumen, respectivamente, factores de capacidad del 41 % y 29 % (es decir, con qué frecuencia producen electricidad). Los datos del mundo real revelan hasta diez puntos porcentuales menos para ambos. Eso se traduce en 3 millones de dólares menos de energía producida de lo que se suponía durante una vida útil de 20 años de una turbina eólica de 2 MW y 3 millones de dólares.

  21. Si la energía solar escalara como la tecnología informática, un solo panel solar del tamaño de un sello de correos alimentaría el Empire State Building. Eso solo pasa en los cómics.

  22. Con el fin de compensar la producción eólica/solar episódica, las empresas de servicios públicos de EE. UU. están utilizando motores alternativos que queman petróleo y gas (grandes motores diésel similares a los de los cruceros); tres veces más se han agregado a la red desde 2000 que en los 50 años anteriores.

  23. Los factores de capacidad de los parques eólicos han mejorado en aproximadamente un 0,7 por ciento anual; esta pequeña ganancia proviene principalmente de la reducción de la cantidad de turbinas por acre, lo que lleva a un aumento del 50 por ciento en la tierra promedio utilizada para producir un kilovatio-hora de viento.

  24. Más del 90 por ciento de la electricidad de Estados Unidos y el 99 por ciento de la energía utilizada en el transporte provienen de fuentes que pueden suministrar fácilmente energía a la economía en cualquier momento que el mercado lo demande.

  25. Las máquinas eólicas y solares producen energía en un promedio del 25 al 30 por ciento del tiempo, y solo cuando la naturaleza lo permite. Las plantas de energía convencionales pueden operar casi continuamente y están disponibles cuando se necesitan.

  26. La revolución del esquisto derrumbó los precios del gas natural y el carbón, los dos combustibles que produ-cen el 70 por ciento de la electricidad de EE. UU. Pero las tarifas eléctricas no han bajado, sino que han aumentado un 20 por ciento desde 2008. Los subsidios directos e indirectos para la energía solar y eólica consumieron esos ahorros.

    Física de la Energía… Realidades Incómodas
  27. A los políticos y los expertos les gusta invocar el lenguaje "lanzamiento a la luna". Pero transformar la econo-mía energética no es como poner a algunas personas en la luna varias veces. Es como poner a toda la huma-nidad en la luna, de forma permanente.

  28. El cliché común: una disrupción tecnológica energética se hará eco de la disrupción tecnológica digital. Pero las máquinas productoras de información y las máquinas productoras de energía implican una física profunda-mente diferente; el cliché es más tonto que comparar manzanas con bolas de boliche.

  29. Si la energía solar escalara como la tecnología informática, un solo panel solar del tamaño de un sello de correos alimentaría el Empire State Building. Eso solo pasa en los cómics.

  30. Si las baterías escalaran como la tecnología digital, una batería del tamaño de un libro, que cuesta tres centavos, podría impulsar un avión de pasajeros a Asia. Eso solo pasa en los cómics.

  31. Los vehículos eléctricos que usan baterías chinas generarán más dióxido de carbono que el que se ahorra al reemplazar los motores que queman petróleo.

  32. Si los motores de combustión escalaran como las computadoras, el motor de un automóvil se reduciría al tamaño de una hormiga y produciría mil veces más caballos de fuerza; Los motores reales del tamaño de una hormiga producen 100.000 veces menos energía.

  33. No existen ganancias 10x similares a las digitales para la tecnología solar. El límite físico para las células sola-res (el límite de Shockley-Queisser) es una conversión máxima de alrededor del 33 por ciento de los fotones en electrones; las celdas comerciales hoy están en 26 por ciento.

  34. No existen ganancias 10x similares a las digitales para la tecnología eólica. El límite físico para las turbinas eólicas (el límite de Betz) es una captura máxima del 60 por ciento de la energía en el aire en movimiento; las turbinas comerciales alcanzan el 45 por ciento.

  35. No existen ganancias 10x similares a las digitales para las baterías: la energía teórica máxima en una libra de aceite es 1500 por ciento mayor que la energía teórica máxima en la mejor libra de productos químicos para baterías.

  36. Se necesitan alrededor de 60 libras de baterías para almacenar la energía equivalente a una libra de hidrocar-buros.

  37. Se extraen, mueven y procesan al menos 100 libras de materiales por cada libra de batería fabricada.

  38. Almacenar la energía equivalente a un barril de petróleo, que pesa 300 libras, requiere 20 000 libras de bate-rías Tesla (valoradas en 200 000 dólares) .

  39. Transportar la energía equivalente al combustible de aviación utilizado por un avión que vuela a Asia reque-riría baterías tipo Tesla por valor de 60 millones de dólares que pesan cinco veces más que ese avión.

  40. Se necesita la energía equivalente a 100 barriles de petróleo para fabricar una cantidad de baterías que pueda almacenar la energía equivalente a un solo barril de petróleo.

  41. Un mundo de automóviles y redes centrado en baterías significa extraer gigatoneladas más de la tierra para acceder a litio, cobre, níquel, grafito, tierras raras, cobalto, etc., y usar millones de toneladas de petróleo y carbón tanto en la extracción como en la fabricación de metales y hormigón.

  42. China domina la producción mundial de baterías con su red alimentada con carbón en un 70 %: los vehículos eléctricos que usan baterías chinas generarán más dióxido de carbono que el que se ahorra al reemplazar los motores que queman petróleo.
  43. Uno no usaría más helicópteros para viajes transatlánticos regulares, factibles con una logística elaborada-mente costosa, que emplear un reactor nuclear para impulsar un tren o sistemas fotovoltaicos para impulsar una nación.


    Este artículo se vuelve a publicar con permiso de Economics 21.


    Marck P. Mills es miembro principal del Instituto Manhattan, miembro de la facultad de la Escuela de Ingeniería McCormick en la Universidad Northwestern y autor de Work in the Age of Robots, publicado por Encounter Books.


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