Un nuevo estudio de la Agencia Internacional de Energía analiza las principales tecnologías que se emplearán a futuro en la industria energética mundial.

GERARDO BAZÁN NAVARRETE*

La energía se obtiene, transforma y usa gracias a la tecnología. Los recursos energéticos utilizables con las tecnologías vigentes parecen ser suficientes para atender las necesidades energéticas internacionales y nacionales de acuerdo a numerosos análisis que sobre la energía se han realizado en últimas fechas, destacándose el documento Energy Technology Perspectives (junio 2006) de la Agencia Internacional de Energía (AIE).

De los aspectos relevantes que se han obtenido por el análisis de estos documentos y por la participación del Programa Universitario de Energía (PUE) de la UNAM en los grupos de trabajo internacionales sobre el futuro de la energía y el medio ambiente, se destacan los siguientes puntos:

¾ El agotamiento de los recursos fósiles no se encuentra todavía en fechas cercanas y el argumento más claro que se esgrime para afirmarlo es que año con año las reservas probadas probables y posibles han venido en aumento, de acuerdo con los datos más confiables a nivel mundial.

¾ Existen combustibles fósiles no convencionales que no siempre están incluidos en los datos oficiales. Éstos incluyen crudo pesado, arenas bituminosas, esquistos bituminosos y gas no convencional. Sólo entre los esquistos bituminosos de la Cuenca del Orinoco, Venezuela y las arenas bituminosas en la provincia de Alberta, Canadá, se tienen del orden de 2’000,000 millones de barriles de crudo superpesado. Esto corresponde al doble de las reservas probadas de petróleo a nivel mundial.

¾ La mayoría de los datos se dan en función de reservas probadas y de acuerdo a grupos de trabajo en este tema existen recursos adicionales significativos que se encuentran, por ejemplo, en aguas profundas.

¾ La tecnología juega un papel relevante para encontrar nuevas reservas y poder incrementar las tasas de recuperación del petróleo que actualmente oscilan entre 30 y 35%. Cada 1% de mejora en estos factores significa adicionar 5 mil millones de barriles de reservas de petróleo.

Si observamos el período 1972–2005, las reservas mundiales de hidrocarburos aumentaron gracias a la tecnología, al pasar de 670,000 millones de petróleo crudo a 1’200,000 millones de barriles en 2005 y para el gas los valores pasaron de 1,900 trillones de pies cúbicos a 6,348 trillones de pies cúbicos en el año 2005.

¾ En el estudio de la AIE se trabaja con 6 escenarios, cuya utilidad consiste en hacer reflexionar a los tomadores de decisiones sobre la interrelación de los parámetros involucrados y las consecuencias de los eventos portadores del futuro.

¾ Su conclusión es que la tecnología energética hoy disponible es suficiente para proporcionar un desarrollo más sustentable. Gracias al óptimo uso de la tecnología se podrá lograr que en el año 2050 se tenga un nivel similar de emisiones de CO2 al que actualmente tenemos.

¾ La eficiencia energética jugará un papel de relevancia para tener un desarrollo energético sustentable. A nivel mundial la energía que se obtiene de la naturaleza es de 400 Ej/año (energía primaria que es la que se obtiene de la naturaleza). El usuario final solamente recibe 300 Ej/año como energía útil. Solo se usa 150 Ej/año, es decir, solamente usamos el 37% de la energía. Por cada unidad de energía final nosotros tenemos que producir 1.6 unidades, es decir, desperdiciamos el 60%. Para caminar hacia un sector energético sustentable, debemos asegurar que siempre utilicemos los procesos que maximicen la eficiencia energética y minimicen las emisiones contaminantes, al menor costo real.

¾ Los programas de investigación y desarrollo son de gran importancia para superar las barreras técnicas y de costo que enfrentan las nuevas tecnologías.

¾ La generación de energía eléctrica puede ser descarbonizada significativamente para los años 2050, cambiando la mezcla energética hacia combustibles limpios como gas natural, nuclear, renovables y tecnologías de secuestro de carbón.

Las principales tecnologías energéticas estudiadas por la AIE se agrupan en:

¾ Tecnologías para generación eléctrica;

¾ Tecnologías en edificios y aparatos eléctricos;

¾ Tecnologías para la industria;

¾ Tecnologías para el sector transporte;

Las tecnologías recomendadas para generación eléctrica, según la AIE, son:

¾ Gasificación integrada acoplada con un ciclo combinado (IGCC – Integrated Gasification Combined Cycle) a base de carbón;

¾ Los reactores de tercera y cuarta generación;

¾ Aplicación de esquemas de generación distribuida y celdas de combustible;

¾ Ciclo avanzado de vapor con captura y secuestro de CO2 (CCS – CO2 capture and storage).

¾ Fuentes renovables (biomasa, viento en tierra y en el mar, solar fotovoltaica, concentradores solares, energía oceánica).

¾ Ciclos supercríticos y lechos fluidizados.

¾ Centrales cero emisión.

Las barreras que enfrentan este tipo de tecnologías las podemos dividir en (1) técnicos, (2) de costos y (3) otros tipos. Se pueden resolver mediante instrumentos de política que, para las barreras técnicas, se necesita realizar más investigación y desarrollo y realizar programas de demostración. En lo que corresponde a costos, debe haber un mayor incentivo para la reducción del CO2 y en el caso de otro tipo de barreras, se resuelven mediante los instrumentos de regulación e información.

Las tecnologías antes mencionadas presentan barreras técnicas y de costo. Basta mencionar los últimos datos de costo de la AIE para la generación eléctrica con base en energías renovables (ver Tabla 1).

Tabla 1. Costos estimados a futuro para la generación eléctrica con base en energías renovables.

Tecnologías	Costo unitario actual (en US Dlls)	Costo estimado (2020)
Combustión de biomasa	3-5 / GJ calor primario	3-5 GJ
Electricidad de la biomasa	0.06-0.09/kWh	0.05-0-06/kWh
Combustibles líquidos de la biomasa	15 +/GJ	10 – 12/GJ
Hidroelectricidad	0.03-0.05/kWh	0.03-0.04/kWh
Calor Solar (baja T)	10-30/GJ entregado	10-20/GJ
Electricidad Solar	0.12-0.15/kWh	0.04-0.05/kWh
Electricidad Fotovoltaico	0.25-0.65/kWh	0.10-0.15/kWh
Geotermoelectricidad	0.03-0.12/kWh	0.025-0.08/kWh
Eoloelectricidad	0.05-0.11 kWh	0.02-0.03/kWh

Fuente. Agencia Internacional de Energía.
1GJ = 109 Joules

Para el caso de las tecnologías utilizadas en edificios y en aparatos eléctricos, la principal barrera es la falta de información y regulación. Al respecto, las tecnologías que están bajo estudio son de calentamiento y enfriamiento, sistemas de administración energética en edificios, sistemas de alumbrado, consumo de energía en equipos eléctricos, reducción de pérdidas por tener a los equipos en stand-by, calentamiento y enfriamiento solar

.En el caso de las tecnologías para la industria existen barreras tecnológicas en los aspectos de materiales, sustitución de materias primas, en captura y secuestro de carbón. Los aspectos de uso eficiente de energía en procesos y las tecnologías de cogeneración pueden lograr su desarrollo mediante el incremento de políticas en lo que se refiere a los aspectos de regulación e información.

En cuanto al transporte, en los aspectos del uso del hidrógeno y de la elaboración del etanol vía celulosa existen barreras tecnológicas y de costos para su producción: los últimos costos reportados para la producción del hidrógeno se dan en la tabla 2.

Tabla 2. Hidrógeno

Producción mundial: 3 x 108 m3 (STD)/día

Costos de producción (USdl/GJ)

A partir de carbón/petróleo/gas natural	1 – 5
A partir de gas natural con remoción del CO2	8 – 10
A partir de carbón con remoción del CO2	10 – 13
A partir de la biomasa	12 – 18
A partir del agua con núcleoelectricidad	15 – 20
A partir del agua con eóloelectricidad terrestre	15 – 25
A partir del agua con eólelectricidad marina	20 – 30
A partir del agua con electricidad de celdas solares	25 - 50

Fuente. Agencia Internacional de Energía.

En el caso de la producción del etanol y del biodiesel faltan incentivos para la reducción del CO2. En lo que respecta a los vehículos avanzados, se tienen a futuro los vehículos híbridos y los vehículos con mejora de rendimiento de combustible, así como los vehículos con celda de combustibles que necesitarán mayores incentivos económicos. La eficiencia de vehículos avanzados se proporciona en la Tabla 3.

Tabla 3. Eficiencia de vehículos avanzados.

Eficiencia global (%)

Vehículo con motor de combustión interna	18 – 23
Vehículo eléctrico en base a baterías	21 – 27
Vehículo híbrido combustión interna/baterías	30 – 35
Vehículo con celda de combustible y reformadora	30 – 37

Como conclusiones, podemos destacar:

¾ La importancia de participar y estar en los grupos de inteligencia tecnológica que le permiten al país contar con un grupo experto en esta materia, como es el PUE, para apoyar a los diferentes grupos nacionales.

¾ La importancia de contar con cuadros técnicos bien preparados y con estabilidad en sus trabajos, con directivos no improvisados y proporcionar recursos de inversión para la investigación e innovación tecnológica en el sector energía.

¾ La orientación del sector energético hacia un desarrollo sustentable garantizando usar los procesos que maximicen la eficiencia energética y minimicen las emisiones.

¾ Por las características del sector energía, estas visiones de largo plazo son necesarias, ya que nos permiten enmarcar los planes estratégicos para el corto plazo con las prospectivas energéticas.

¾ Se debe incrementar la eficiencia energética en todo el sistema y fortalecer a la Comisión para el Ahorro de Energía.

*Es profesor titular de matemáticas en la UNAM y coordinador del Centro de Información del Programa Universitario de Energía (PUE) de la UNAM. Ha trabajado en el sector energético por más 38 años. Ha representado a México en diferentes reuniones internacionales sobre energía y medio ambiente. (gbazan@servidor.unam.mx)