Eficiencia energética

Hoy estuve en una charla de Alstom, con su Vicepresidenta de política energética y media ambiente (perdí el papel con su nombre :(). En respuesta una de las preguntas que le hicieron, comentó algo que me sorprendió, me gustó y me hizo pensar.

Hay una correlación importante entre PIB y consumo energético. Supongamos que conseguimos ahorrar 10€ al mes al aislar mejor nuestra casa y así no consumir tanta energía. Esos 10€ se van a gastar en algo que, para producirse, consume energía. Así pues, el ahorro queda diluido (o elminado, según en qué gastemos).

¿Cómo lo resolvemos?

Pre COP-15

El próximo 7 de Diciembre empieza el show del COP15 (show lo digo porque la cumbre no es más que una escenificación de los acuerdos o desacuerdos) que tendrá, un impacto en las emisiones de CO2. Aunque sea por el demagógico argumento que va a volar un mogollón de gente.

Hae poco ha habido un montón de anuncios relativos a la reducción de emisiones:

• Los EE.UU. parece que pueden comprometerse a intentar reducir las emisiones de carbono en un 17% en 2020 respecto a 2005.
  
• La UE quizá reducirá su emisiones un 30% en 2020 respecto a 1990 (el compromiso es del 20%).
  
• China se compromete a reducir su intensidad energética entre un 40% y un 45% en 2020 respecto a 2005.

Y sigue.

Todo esto me cansa ya un poco. Este es un problema clásico de teoría de juegos para el que no hay una buena solución: free-rider. O en román paladino, el polizón.

Asumamos que en el mercado de oceite de oliva hay 5 empresas y que se ha visto que por cada euro que se gasta la indústria en anunciar aceite de oliva, se obtienen unos ingresos extra de 3 euros que se reparten a partes iguales entre las 5 empresas. Fantástico, ¿no? Un retorno sobre inversión de 300% suena maravilloso. Sin embargo, si lo pensamos un poco veremos que nadie invertirá.

Pongamos que el coste para la empresa A es de 1 millón. Si todos invierten 1 millón, cada empresa tiene un beneficio extra de 3 millones (ingresos adicionales) -1 millón (gasto) = 2 millones. Sin embargo, si sólo invierte la empresa A, el retorno es de 3/5 millones (ingresos adicionales de la indústria, repartidos entre los 5 actores) - 1 millón = pérdida de 400.000€. Así, si sólo invierte ella no sale rentable, le interesa que inviertan mínimo 2 empresas. Ahora bien, si todas las empresas invierten y la empresa A no, el beneficio es de 12/5 millones = 2,4 M€. Claramente, la empresa A no invertirá. Si invierten él solo, pierde dinero. Si invierten todos, gana 2. Si invierten todos menos ella, gana 2,4. Esto se traduce en que ninguna empresa invertirá (para los que quieran detalles técnicos, este punto es el único equilibrio de Nash de este juego, sí el mismo JohnNash de Una mente maravillosa).

Con la reducción de carbono pasa lo mismo. Un país sólo se comprometerá a reducir emisiones si todos los países lo hacen, puesto que entonces el beneficio de reducir las emisiones (parar el cambio climático) es mayor a su coste (¿frenar el desarrollo económico?). Pero a pesar de todo, si todos los países lo hacen, los incentivos para engañar son grandes: se recoge la mayor parte del beneficio sin incurrir en sus costes.

El ejemplo industrial ha tenido algo de solución en las asociaciones sectoriales y cámaras de comercio. Son ellas las que hacen los anuncios, a menudo, con los fondos de sus asociados (pensad en todas las campañas de promoción de los beneficios del aceite de oliva). En el caso de los países, la "asociación sectorial" es la ONU. Y se está intentando hacer.

Pero esto sólo funciona si hay capacidad de castigar al infractor.

Cap&Trade vs Impuestos

Ya hemos hablado alguna vez de las diferencias entre los sistemas de reducción de emisiones basados en cap&trade y los basados en impuestos. Hoy Tim Harford escribe sobre ello en el Financial Times. No aporta nada nuevo, pero hace un buen resumen/simplificación.

Captura de carbono

Hoy hablan en El País de que Noruega está contruyendo una planta de captura de CO2 de manera industrial. Creo que es una buena noticia.

Como dice Peter Tertzakian en sus libros y en charlas, vivimos en un mundo de "obesos energéticos". Consumimos un montón de energía inútil (calefacción y ventanas abiertas, aire acondicionado y jersey, coches que tragan gasolina como Spurling Mortlock patatas fritas...). Hasta ahora hemos estado mirando al lado del suministro para reducir nuestras emisiones de CO2: renovables, captura de carbono... Sin embargo, si queremos reducir las emisiones quizá hay que plantearse cambiar el comportamiento de la demanda. En resumidas cuentas, consumir menos.

Pero esto difícilmente va a pasar. La gente no cambia de hábitos fácilmente. O no lo hace en absoluto a no ser que haya unos incentivos muy fuertes para ello (multas, precios exorbitantes, descuentos para mejorar la eficiencia...). Personalmente, soy escéptico de que los hábitos cambien lo suficientemente rápido para reducir las emisiones de carbono en un plazo razonable.

Es por ello que creo que cualquier iniciativa del lado de la oferta de energía que contribuya a reducir las emisiones, es una buena iniciativa. Sin embargo, la captura de carbono no es la panacea. Una vez tenemos el carbono capturado, ¿qué hacemos con él?

la tecnología para

Incentivos

Cuando se junta gente del sector energético a hablar sobre el futuro, uno de los temas que siempre salen es el del ahorro energético. En inglés le llaman "negawatts" a la energía que podriamos obtener con mayor eficiencia energética (y creedme que hay sitio, el agujero de 2mm en mi ventana es un sumidero).

A pesar de reconocer el enorme derroche energético actual, no parece que la eficiencia avance a marchas forzadas. Veo un problema clarísimo de incentivos: Repsol vende petróleo y cuanto más venda, más dinero gana. ¿Eficiencia? Menos ingresos. Lo mismo se puede decir de la mayoría de empresas del sector energético actual.

Iberdrola es una empresa que se ha pintado de verde: ha sacado su filial de renovables a bolsa (ganando, de paso, visibilidad), sus logos son verdes, patrocinan regatas y eventos "verdes"... Sin embargo, se nos descuelga con esto:


Regalan gas. La teoría microeconómica (y el sentido común) dice que esto debería de aumentar el consumo, lo cual no parece muy verde. Se puede alegar que el gas es menos malo que el petróleo, pero este anuncio va dirigido a casas particulares sin condición de que eso remplace una caldera de gasóleo, p.ej.

Una de las evoluciones naturales de la industria (de muchas industrias) es pasar de ofrecer productos a ofrecer servicios. Por ejemplo, IBM ha pasado de vender PCs a servicios de IT. En esta transición, a IBM ya le da igual que sus clientes compren más o menos ordenadores. Lo que le interesa es que el servicio funcione a la perfección, tenga bajo coste y alto precio. IBM tiene ahora un incentivo para reducir el derroche y mejorar la eficiencia.

La indústria energética sigue en el modelo de vender productos: megavatios*hora, en este caso. No veo en un futuro a Repsol vendiendo "transportamos tu coche 100km por 6€". Quizá se impone una evolución de la industria.

London Global Energy Summit

Ayer estuve en el London Global Energy Summit, donde varios popes de la industria energética dieron sus puntos de vista sobre el futuro de la industria. Hay bastante que comentar, así que esto puede dar para varios posts.

Sobre el evento, bien organizado, con cancelaciones de última hora que fueron excelentemente remplazadas... Un sobresaliente para la organización (el que sean compañeros del máster no influye :) ) aunque quizá sí se hizo una sesión un poco larga. Hubo 2 keynote speakers y 3 paneles y, al final del día, uno acababa cansado. Se hubiera agradecido que los paneles fueran un poco menos uniformes (en cada panel, los panelistas parecían estar de acuerdo entre sí y en completa contradicción con los anteriores) y que se hubiera generado más debate que siempre es sano. Y en un país como Inglaterra, además suele ser sereno.

A grandes rasgos: la industria petrolera va a seguir con "business as usual" (a pesar de que dicen lo contrario, no veo el cambio), todo el mundo pregona el ahorro energético como la gran "reserva de energía" e Inglaterra sigue siendo un país de sorpresas (¡hay quién implementa solar aquí! ¡En Inglaterra!).

Por cierto, cosa curiosa del evento. Esta es la foto de su web:

y éste es el prospecto del evento.

Eólica "la nuit"

El domingo en la madrugada, el viento produjo el 53% de la energía consumida en España. A pesar de que sea en horas de bajo consumo, no deja de parecerme impresionante. Hay que tener en cuenta una serie de factores que explican, por un lado, porqué se produjo tanta energía eólica y, por otro, porqué es tan impresionante.

En la lista de factores que explican porqué se produjo tanta los 2 obvios son, claro está, un temporal de viento y una gran capacidad instalada. España tiene (datos de 2008) unos 16 GW de potencia eólica instalada, lo cual equivale a unos 10,000 molinos de viento de los actuales (o, unas 16 centrales nucleares). Mucha capacidad que, cuando se aprovecha con un viento generalizado, puede producir mucha energía como se vió el otro día.

Otros factores clave en este pico de producción son, de una parte la regulación del mercado eléctrico y, por otro, la red y la gestión que se hace de ella. Por parte del regulador, como ya contamos, se priorizan las energías con menor coste marginal: es decir, primero utilizamos lo que no nos cuesta nada más (una vez instalada la turbina, que gire o no, no cuesta nada) y luego, lo que cuesta más. Este sistema también favorece a los productores (salvo por las primas de renovables y por los sistemas que no se pueden parar fácilmente, como nucleares, que introducen una cierta distorsión).

Por parte de la gestión de red, hay que quitarse el sombrero (y aquí es donde aparecen los factores asombrosos). Las energías renovables son menos predecibles que el resto (nadie sabe exactamente cuánto va a soplar el viento, pero sí se puede saber cuanto gas hay que quemar) lo cual hace que haya que, por un lado, tener un buen sistema de previsión meteorológica y, por otro, una red capaz de ser muy reactiva.

Por otro lado, hay una serie de plantas de generación que no se pueden desconectar fácilmente (centrales de carbón, nucleares...) y otroas que tardan unas horas. Esto hace que, cuando hay un pico de producción eólica algo hay que hacer. La solución fácil es parar los molinos de viento, "desenchufarlos". Otra solución es tener un mercado mayor (la UE en vez de sólo España), pero España solo tiene capacidad de exportar un 3% de su energía. Una tercera opción es almacenar la energía, pero salvo con las hidráulicas de bombeo, de momento, no hay un sistema barato de almacenamiento masivo (España aprovechó un poco de esa energía para almacenarla). 

Lo que REE hizo fue: buena previsión de la demanda y de la capacidad de generción eólica, desconectar todo lo fósil desconectable (el paro de Ascó ayudó), exportar todo lo posible, almacenar al máximo y, sólo en un caso extremo, desconectar unos cuantos molinos de viento.

De quitarse el sombrero.

Sin embargo, quedan retos: aumentar la capacidad de almacenamiento (sin hacer más presas no es fácil, por eso se piensa que el coche elétrico, con su despliegue masivo de baterías puede ayudar), la capacidad de exportación (y las líneas de alta tensión no gustan a los vecinos) y mejorar la predictibilidad de las renovables. Nada fácil.

Electrodomésticos CC

Estos días estuve investigando un poco sobre los sistemas solares aislados (ie, que no vierten corriente a la red) para alimentar una nevera. La gente de Aragón tienen una buena página introductoria. A pesar de que es eviente, no había caído en que los sistemas solares generan corriente continua y que hay que comprar un inversor para pasarla a alterna y utilizar cualquier electrodoméstico de consumo.

Todo esto me llevó a acordarme de las guerras de corrientes (recomiendo el enlace en inglés) entre Edison (GE) y Tesla (Westinghouse) a finales del s. XIX. Entre otras cosas, para demostrar la peligrosidad de la corriente alterna (de Tesla), Edison inventó la silla eléctrica y frió a un elefante. Todo un motivo de orgullo para la tecnología.

Bueno, a lo que iba, que los sistemas solares generan corriente continua y, utilizar alterna requiere de un coste adicional. Curiosamente, al mismo tiempo, muchos de los aparatos de uso habitual funcionan en corriente continua internamente (PC, impresora, TV...) lo cual requiere de una fuente de alimentación interna. Doble costo.

Veo ahí una posible oportunidad de reducción de costes para un mercado de nicho: ¿emepzaremos a ver más electrodomésticos con entrada de 12V? Pongamos el caso de un fabricante de TV para países emergentes (África, p.ej.) donde el suministro eléctrico no está garantizado y, a menudo, la TV se alimenta por placas solares (y cuando digo TV, digo teléfono móvil, nevera...). Parece lógico que la TV directamente reciba la CC sin tener que pasar por 2 etapas de conversión que lo único que hacen es consumir un bien (electricidad) escaso.

En el caso del sistema del cual os hablaba al principio, optar por una nevera diseñada para un barco, es decir de CC, permite ahorrat 150€ del inversor. Pero hay que la gama de neveras CC es pequeña. Para que salga por un precio razonable, hay que recurrir a suministradores chinos.

Reducción de las emisiones de los automóviles

El sector del automóvil está ahora mismo en el punto de mira de todos los esfuerzos en reducir las emisiones de carbono (tema aparte es porque nos enfocamos sólo en carbono, omitiendo el resto de contaminantes). La gran tendencia que hay ahora mismo es la electrificación del coche con iniciativas como Tesla, el Volt o los diferentes coches híbridos.
Sin embargo, esto no debes de hacernos olvidar que, para electrificar el coche, hay que superar una serie de barreras tecnológicas muy importantes: autonomía de las baterías, peso, tiempo de recarga... Se requiere un gran cambio de paradigma para que el coche eléctrico se venda en masa.
Hay, sin embargo, otras iniciativas de menor perfil que la pura electrificación del coche:

• Reducción de peso en el coche. Para simplificar, digamos que un coche pesa cerca de una tonelada y un pasajero (grueso), 100 kilos. Esto quiere decir que, en un coche sin ningún extra (radio, A/C, luces...) sólo un 9% de la energía se utiliza para mover al conductor. Un 9% de eficiencia no es mucho que digamos.
  La utlización de materiales composite y de motores más pequeños puede aligerar los coches sin perder robustez o seguridad.
• Mejora de los motores a bajas revoluciones. Actualmente, los motores están diseñados para un régimen de carretera y, en su mayoría, en uso urbano consumen mucho más de lo necesario para tener aceleración a bajas revoluciones. Sistemas mejorados de inyección pueden mejorar el motor a bajas revoluciones. Por ejemplo (lo siento, no tengo cita, es una fuente de la empresa), Ford está en proceso de industrializar la producción de un motor de 1l con prestaciones (potencia) de 1.6l, lo que supone un potencial ahorro de 38% de combustible.
• Motores híbridos no eléctricos. A pesar de que los motores híbridos actuales (como el del Prius) parecen ser la tendencia dominante (con los híbridos enchufables como tendencia emergente), otra opción en la que están trabajando otros fabricantes menores (ya usada en camiones) son los motores híbridos con aire comprimido.

Seguramente, hay bastantes más, pero ahora mismo no las tengo en el radar. A pesar de todo el ruido con los coches elétricos, en las previsiones más optimistas, éstos no supondrán más de un 10% el parque automovolístico en 2020.  Así que, a pesar de que pueda ser una muy buena tecnología, la reducción de emisiones pasa por seguir evolucionando los motores y coches de gasolina/gasóleo hacia mejora de la eficienca para transportar un pasajero.

Eso sin olvidar posibilidades de cambiar completamente el paradigma del mercado. Es posible que el mercado se segmente aún más (coches puramente urbanos, para una o dos personas, aumento del carsharing...) y se proporcione a cada tipo de usuario "su" coche, adaptado a su tipo de conducción.

En cualquier caso, un sector en un momento muy atractivo.

¿Qué haran las petroleras en 40 años?

Salía ayer en Financial Times un suplemento especial sobre el futuro de la energía. El suplemento hace un somero repaso a varios de los implicados: países emergentes (China y su posible revolución verde, Brasil y su nuevo petróleo), nucleares y renovables, sutomoción y aviación...

Uno de los temas latentes en este suplemento y en muchas de las discusiones acerca del futuro de la energía es la electrificación. Porcentualmente, el pétroleo y gas van a representar cada vez una parte menor del mix energético y la electricidad (generada por diferentes medios), una parte mayor. En esto parece haber consenso. No hay consenso en si el petróleo y el gas van a disminuir en términos abslutos, sin embargo.

Uno de los factores que impulsan la electrificación es la reducción de emisiones. Es más fácil reducir las emisiones de generación de electricidad (captura de carbono, generación por medios renovables, nucleares...) que las emisiones generadas durante la combustión de petróleo.

Todo esto me lleva a pensar que las empresas petrolíferas están en una situación ciertamente complicada: tienen que decidir qué van a ser dentro de 40 años. Seguramente, tienen que estar considerando un escenario donde las emisiones se han reducido en un 90% lo cual quiere decir coches eléctricos, p.ej. y una mucho menor demanda de petróleo "retail". Empresas como Shell, BP, Repsol o Total tendrán que cambiar drásticamente su modelo de negocio. ¿Seguirán siendo empresas verticalmente integradas de upstream y downstream? ¿Se convertirán en empresas de distribución de energía al detalle? ¿Se especializarán en la producción de productos químicos o combustibles? ¿Un mercado de nicho (un nicho enorme, pero menor que el actual)?

Tras una apuesta por el solar (BP, p.ej.) quebrada por la crisis y el cambio de CEO de BP, parece que la mayoría ahora están apostando por biocombustibles de segunda generación (apuesta baja, de momento). Parece razonable, pero me pregunto si no es simplemente una estrategia de transición (al fin y al cabo, quemar etanol también libera CO2). Alguien debería de estar pensando en el muy largo plazo.

¿Seguimos faenando en Gran Sol?

Leí hoy en el Economist un artículo que habla, tangencialmente, del consumo de combustible ligado a la pesca. A pesar de ser un sector aparentmente pequeño, consume el 1.2% del fuel y está fuertemente subvencionado. Siendo como soy aficionado a la vela, voy a intentar evitar todo sarcasmo o chiste fácil.

Parece claro que estamos ante un caso más de un sector económicamente ineficiente (como la minería en Espña, p.ej.) pero que, por razones sociales, está fuertemente subvencionado. Nadie quiere dejar de comer pescado y todavía no hemos pasado de la caza y recolección a la doma de los peces. Así que hemos puesto a nuestra tecnología a recoger pescado.

Este artículo nos vuelve a enfrentar con la asunción de nuestras responsabilidades (accountability, en inglés). Aunque la pesca no es por donde hay que empezar (la construcción, en su sentido más amplio consume mucho más), es complicado subvencionar la pesca y, al mismo tiempo, querer reducir las emisiones de combustibles fósiles.

Me planteo qué es razonable esperar. Un 1,2% no parece mucho, pero está claro que si el objetivo de reducir en un 90% las emisiones en la UE en 2050 se quiere lograr, ahí también habrá que meter tijera. No creo que haya una tecnología ahora mismo dispuesta a sustituir al gasóleo como sistema motriz de los barcos, así que quizá habrá que ir empezando a pensar en algo.

Bio-keroseno

El otro día hablaba con la gente de Rolls-Royce en un foro de empleo. Parte de su mensaje es que están comprometidos con el medio ambiente y, para ello, utilizaron el ejemplo del vuelo de hace ya un año de Air New Zealand con biocombustibles.

Una de las cosas que se viene comentando sobre las limitaciones del protocolo de Kyoto es que no incluye las emisiones del transporte aéreo y que éste es uno de los emisores de CO2 que más está creciendo.

Así pues hay una plétora de iniciativas intentando reducir el impacto ambiental del transporte aéreo. La emisión de CO2 no es la única fuente de gases con efecto hivernadero en los aviones, más aún cuándo éstos son emitidos a tanta altitud (aunque lo de las estelas, no acaba de estar claro). Hay iniciativas japonesas (pedir a los clientes que orinen antes de volar para así cargar menos peso), de gestión aeroportuaria (acortar rutas, evitar que los aviones tengan que esperar turn para aterrizar...) y en los propios aviones.

Sin embargo, me parece curioso que con lo que se oyó hablar del avión con biocombustible, no se haya vuelto a saber más. ¿Acaso la prueba no fue todo lo bien que se esperaba? ¿Era un vuelo muy experiemental y se está procediendo a más pruebas y a un desarrollo comercial del combustible?

Me temo que los biocmbustibles de segunda generación (los que se hacen con materiales no comestibles) no acaban de estar del todo listos (cultivar algas es un poco problemático, aún no hay agricultores submarinistas) y menos, para una producción en masa. Por otro lado, hay que ver si es necesaria alguna modificación en los motores: si esto fuera así, es difícil que se implante el biofuel al requerir una inversión importante.

Sin embargo, empezar por los aviones tiene una ventaja: es un entorno muy controlado y, relativamente pequeño. No debe de haber más de 3.000 aeropuertos de pasajeros en el mundo. Me pregunto cuantas gasolineras hay en el mundo.