¿Es el Retorno Energético de las Renovables Realmente Superior al de los Combustibles Fósiles? Una refutación a la crítica de Art Berman [*]

Menos mal que Art Berman, un conocido experto en temas de petróleo y combustibles fósiles, haya intervenido en el debate de la EROI sobre renovables  con un post reciente. Significa que el EROI se está convirtiendo en el centro del debate, como debe ser. Los datos más recientes indican que el EROI de las energías renovables supera significativamente al del petróleo cuando se examina en el «punto de uso» en lugar de en la «boca del pozo». Y, por supuesto, como usuarios de energía, el punto de uso es lo que nos interesa.

Antes que nada, una nota: hoy en día, el debate sobre la transición energética es casi puramente político. Como tal, se basa en consignas, y sabemos que las consignas no se basan en datos o hechos. Entonces, es un placer ver que Art Berman, un conocido experto en temas relacionados con el petróleo y los combustibles fósiles, se involucra en un debate basado en hechos. Eso me permite responder con una interpretación diferente, manteniéndose aún dentro de los límites de lo que debe ser un debate; con los participantes respetándose unos a otros. 

Dicho esto, permítanme pasar a la crítica de Berman, que se dirige específicamente a un artículo reciente de Murphy et al., donde los autores señalan que el EROI de las energías renovables ahora es significativamente mayor que el de los combustibles fósiles cuando se hace una comparación correcta. 

El problema, aquí, es que las redes sociales parpadean con mensajes que dicen que el artículo de Murphy está «equivocado» o que contiene «errores matemáticos». No es verdad, pero cuando todo el mundo sigue repitiendo lo mismo, se vuelve verdad. Ya sucedió con el estudio de 1972, «Los límites del crecimiento», del que se dijo tan a menudo que contenía «predicciones erróneas» que se hizo de conocimiento común que así era. Excepto que no fue así. Pero así es como funciona la memesfera. 

Creo que el elemento que ha generado la idea de «errores» en el artículo de Murphy lo describe aquí  Berman .

Esta declaración de ese periódico fue una gran bandera roja para mí.

“Incluso si se midiera que el petróleo crudo tiene un EROI de 1.000 o más en el punto de extracción, el EROI correspondiente en el punto de uso, usando datos promedio globales para el “costo” de energía de la cadena de proceso, seguiría siendo solo un máximo de 8,7.”

Esto significa que los costos de energía de la cadena de suministro para refinación y distribución de productos crean una penalización permanente que evita que el petróleo alcance un EROI de más de 8,7. Además, implica que la refinación debe ser un negocio marginalmente rentable en el mejor de los casos, cuando no lo es.

A primera vista, la afirmación de Murphy et al. parece extraña, incluso irrazonable. Pero no es así. Es una interpretación correcta de cómo funciona el concepto de EROI. 

El EROI es la relación entre la energía producida y la energía gastada para hacer funcionar un determinado sistema de producción de energía. Es algo profundamente arraigado en el concepto de «economía biofísica». Deriva de la idea de que la economía humana funciona de la misma manera que un ecosistema. No solo porque tienen el mismo término «eco» (del griego oikos) en el nombre, sino porque ambas son «estructuras de disipación», en el sentido descrito por Prigogine hace mucho tiempo. Una estructura de disipación convierte la energía en desperdicio o, si lo prefiere, hace su trabajo de aumentar la entropía del universo. (Ver algunas referencias al final de este post).

Entonces, el EROI es análogo al retorno económico de las inversiones. En términos matemáticos, es lo mismo que la «tasa de reproducción efectiva» en biología, y también al «número de reproducción» (Rt) que estuvo tan de moda durante la pandemia, cuando la gente luchaba por «aplanar la curva». En términos de EROI, se esforzaban por reducir el EROI de la réplica del virus. ¡Lo contrario de lo que estamos tratando de hacer con las fuentes de energía!

Desafortunadamente, como dicen, «el diablo está en los detalles», y la discusión sobre el EROI se ve afectada por malentendidos y por la inevitable incertidumbre que implica evaluar sistemas complicados como la industria petrolera. El artículo de Murphy et al. que discute Berman tiene como objetivo aclarar un problema fundamental: la «energía» es una cantidad física bien definida, pero no nos interesa la energía como tal, sino los potenciales energéticos. Concepto que define cuánto trabajo útil se puede obtener de la energía. La energía potencial es una mezcla de los dos conceptos fundamentales de energía y entropía. Estamos interesados, básicamente, en cuánta entropía podemos crear usando lo que llamamos una «fuente de energía» (sol, petróleo, viento, lo que sea). 

Y aquí está el punto de la discusión: puedes medir la energía incrustada en un barril de petróleo y compararla con la energía incrustada en una batería de litio. Pero la batería disipará esa energía en forma de energía eléctrica con una eficiencia superior al 90%. Para obtener la misma cantidad de trabajo del petróleo contenido en el barril, debe pasar por una serie de pasos, incluido el transporte, el procesamiento, la refinación, más transporte y, finalmente, quemarlo dentro de un motor térmico que, por lo general, tiene una eficiencia de alrededor del 30%. ¡No todas las energías son iguales!

Ese es el punto clave del razonamiento en el artículo de Murphy. Señalan, correctamente, que el EROI del petróleo crudo a menudo se mide en la «boca de la mina» o «boca del pozo». Es decir, no incluye la energía perdida en los distintos pasos necesarios para convertir el petróleo en energía útil. Utilizan el término EROI(POU) (punto de uso) para indicar la forma correcta de estimar el EROI del crudo cuando se trata de compararlo con el de la energía solar o eólica, que directamente producen energía eléctrica útil. 

En este procedimiento, es perfectamente razonable que el EROI del petróleo en la «boca de la mina» o «boca del pozo» no tenga importancia para determinar la EROI en el punto de uso (POU). Es porque una cadena EROI de múltiples etapas funciona como una cadena de metal: es tan fuerte como su eslabón más débil. En la proporción de «Energía que sale» a «Energía que entra», el primer término es la energía producida por el último paso de la cadena; en cambio, la «Energía que entra» es la energía perdida (y por lo tanto que necesita ser reemplazada) en cada paso. Podríamos escribir que:

EROI = E _out / (E_{in (1)} + E _{in (2)} + E _{in (3)} +……)

Y verá que si, digamos, E _{in (2)} (refinación) es mucho mayor que E _{in (1)} (extracción), entonces reducir E _{in (1)} (aumentar el EROI de extracción) no tendrá un efecto significativo en el EROI general. Tenga en cuenta que, en esta vista, todas las entradas de energía se tratan de la misma manera. Puede que no lo sean en términos de costos monetarios, pero es otra cuestión. 

Habiendo establecido que la propuesta de Murphy et al. de que el EROI del petróleo no es más de 8,7 no es un error sino una interpretación correcta de la definición de EROI, necesitamos examinar si es una interpretación probable de la situación actual. Berman lo critica sobre la base de varias observaciones; por ejemplo, que significaría que la refinación sería, en el mejor de los casos, un negocio no rentable, que no lo es. 

Confío plenamente en Art si dice que la refinación es rentable. Pero no tenemos una correspondencia precisa entre rentabilidad y EROI. Además, si pensamos en un EROI de 8,7 en términos financieros, ¡estaría muy feliz de que el retorno de su inversión sea más de 8 veces el capital invertido! El problema, aquí, es que el EROI es una relación de dos flujos de energía, pero no dice nada acerca de qué tan grandes son estos flujos. Si son muy pequeños, por supuesto, poco importa cuán grande sea el EROI. Aquí, Berman hace un punto correcto cuando señala que, 

«La sociedad no funciona ni sobrevive con la   energía neta por unidad que se entrega a la sociedad, sino con la energía neta del sistema completo entregada a la sociedad. Esto es como decir que puedo resolver mis problemas financieros personales entregando periódicos porque los rendimientos por unidad son tan altos. Sin embargo, el ingreso neto de la ruta del papel es tan pequeño que ni siquiera ayudaría con el pago mensual del depósito en garantía de mi hipoteca».

De manera equivalente, podríamos decir que emprender una carrera como mendigo requiere una inversión inicial muy pequeña y, por lo tanto, tiene un alto retorno de la inversión, pero no es una buena forma de ganarse la vida. Sin embargo, si bien esto es cierto en términos financieros, en términos de producción de energía es una reafirmación de lo que llamé la falacia del «huevo de Godzilla«: un huevo pequeño no significa que la criatura adulta será pequeña. Obviamente, las energías renovables no resolverán ningún problema mientras la energía que proporcionen a la sociedad sea pequeña, sin importar cuán bajo sea el costo. Pero, por supuesto, las energías renovables pueden crecer.

Su potencial de renovables en cuanto a la energía solar disponible es enorme, aunque podemos encontrarnos con otro tipo de limitaciones en cuanto a los recursos minerales. Pero, en la actualidad, estos límites no impiden que las energías renovables crezcan rápidamente, y su buen EROI indica que los materiales utilizados pueden reciclarse de manera efectiva utilizando la energía que producen las propias energías renovables. Algunas economías europeas ya producen la mitad o más de su energía eléctrica a partir de fuentes renovables, por ejemplo, Alemania. Por lo tanto, es posible avanzar y crear una infraestructura energética sostenible que dure mucho tiempo y que sostenga una civilización humana resiliente, que ya no dependa de los caprichos del agotamiento de los recursos minerales energéticos.   

Hay muchos más puntos que se podrían discutir en relación al post de Berman, principalmente sobre la idea de que el bajo EROI de los combustibles fósiles no puede ser tan bajo como indican algunos estudios porque sería insuficiente para sostener una civilización industrial compleja como la nuestra. Eso requeriría una larga discusión. Permítanme decir, aquí, que el «EROI mínimo necesario» para la civilización es, en el mejor de los casos, un concepto discutible y que el valor de «5 – 7» debe entenderse como muy incierto, por decir lo menos. 

Creo que estos son los elementos principales de la historia. Si quiere saber más sobre el concepto de EROI como elemento esencial de la economía biofísica, le sugiero dos artículos recientes que publiqué junto con mis compañeros de trabajo Perissi y Lavacchi.

El papel del retorno energético de la energía invertida (EROEI) en sistemas adaptativos complejos, por Ilaria Perissi, Alessandro Lavacchi y Ugo Bardi, Energías, 2021.

Dinámica máxima del ciclo de producción de un recurso no renovable, por Ilaria Perissi, Alessandro Lavacchi y Ugo Bardi, Sostenibilidad 2023,

Fuente: [*] 26.05.2023, desde el blog de Ugo Bardi “The Sunflower Paradigm” (“El Paradigma del Girasol”), autorizado por el autor.