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¿Sabe cuánto petróleo queda realmente? ¿Cree que podrá permitirse volar dentro de 20 años? ¿Le intriga el futuro de la economía mundial?

Muchos científicos, inversores, empresarios, geólogos y políticos piensan que se avecina una grave crísis energética mundial en los próximos 10 años. Si es así, nuestro estilo de vida va a cambiar para siempre! ¿Quiere saber porqué?

Esta página pretende discutir el problema de los recursos energéticos desde el punto de vista de un físico. Dada la importancia del tema me siento obligado a compartir, con sentido crítico, mis hallazgos sobre el tema del petróleo, la energía y sus posibles ramificaciones para nuestro futuro.



El problema

oil rig
Todo apunta a que de aquí a unos años va a ser cada vez más difícil y más caro extraer petróleo. En el verano del 2008 el precio llegó a $145/barril tras un vertiginoso aumento del 400% en 6 años. Y, como veremos, $150/barril es poco comparado con los pronósticos para el futuro. Pese a la bajada de precio del 2009 los precios siguen su ascenso en el 2010. Pero el precio en sí importa poco. La clave es que dependemos del petróleo mucho más de lo que creemos. Y se acerca un periodo de escasez, altos precios y tiempos difíciles.

Aunque lo olvidamos a menudo, casi todos los aspectos de nuestra vida actual están ligados de una u otra manera al petróleo y al gas natural. Calefacción, cocina, transporte individual, transporte aéreo, marítimo, transporte de mercancías, camiones, pesca, agricultura (especialmente en lo relativo a los fertilizantes derivados del gas natural, el combustible para la maquinaria y el transporte de los productos). Pero no sólo eso. También la industria farmaceutica, textil, los plásticos y miles de objetos de uso diario.

En esta página discutiremos porqué puede ser que DE AQUÍ A MUY POCOS AÑOS falte petróleo y gas para cubrir la demanda mundial. Tras explorar las posibles causas, veremos como puede tener consecuencias devastadoras para la economía mundial y examinaremos críticamente las soluciones (que no son sencillas).

Las causas

Empecemos con una explicación más ó menos simplificada:

Tal vez imagine usted que hay grandes lagos ó piscinas subterraneas con petróleo y que basta con poner una bomba que extraiga ese líquido. En realidad no existe tal cosa. El petróleo está dentro de los poros microscópicos de la roca. La realidad se acerca más a una enorme roca porosa bajo mucha presión protegida por otras rocas “impermeables”. En algunas rocas los poros se comunican y entonces el petróleo puede fluir empujado por la presión.

Perforar las rocas impermeables y acceder a zonas muy permeables hace que el petróleo fluya empujado por la enorme presión. Sin embargo, cuantas más perforaciones hay y cuanto menos petróleo queda, más baja la presión. Y con menos presión el petróleo fluye más despacio. Poner más pozos tampoco ayuda, ya que son nuevas válvulas para disminuir la presión. Los ingenieros de reservorios tratan de resolver estos y otros problemas (formación de burbujas, pequeñas bolsas incomunicadas, agua, arena y gases tóxicos que se mezclan con el producto final). De manera simplificada este es el dilema:

Una rápida extracción significa dinero rápido pero muchos problemas y mucho petróleo que nunca saldrá (en ocasiones 70% del total). Una extracción lenta y controlada puede conseguir mucho petróleo, pero no produce suficiente cada año y tarda en pagar la inversión inicial.

Las petroleras tratan de encontrar un punto medio. Luego, a medida que la presión del reservorio disminuye la extracción se vuelve más difícil. Los ingenieros han desarrollado decenas de técnicas y tecnologías para resolver estos problemas. Pero eventualmente la etapa de madurez del yacimiento llega y no es posible producir más rápido. La producción se estanca y finalmente disminuye hasta su agotamiento (ó hasta que no sea rentable extraer más).

La curva de producción, por supuesto, no se rige por una ley física ni geológica. Uno puede decidir durante un año abandonar la producción e irse de vacaciones. Ó la empresa puede quebrar y cerrar la producción. Y por supuesto decisiones políticas, económicas ó técnicas pueden alterar el perfil de producción. Sin embargo aunque la física no controla el perfil de producción, la tecnología, los recursos financieros disponibles y la geología sí ponen límites a la tasa de extracción. Debido a estas restricciones y ya que la inversión de capital es muy importante (resultando en una producción que trata de crecer) el perfil sigue muy a menudo (y aproximadamente) la curva que se muestra a continuación. (para más detalle ver saber más ó [ref. Energy Policy] )

Modelo de producción de una región petrolera

Cuando cerca de la mitad del crudo accesible ha sido extraido la producción suele iniciar su descenso.

¿Dudas sobre la extracción? ¿Más detalles? ¿Más rigor? Visita saber más

La pregunta:

Si miramos al mundo en su totalidad pasa lo mismo. En algún momento extraer el petróleo será mucho más difícil y comenzará a fluir cada vez más despacio. ¿Cuándo llegará el punto de máxima producción? En algún momento el declive de producción de miles de yacimientos no podrá compensarse con la producción de nuevos pozos. Este es el concepto de “Peak Oil“, “pico del petróleo” ó “cénit del petróleo“. Insisto que no significa que se acabe el petróleo (queda más petróleo del que los humanos han usado a lo largo de toda su historia). Pero significa que produciremos cada año un poco menos. La razón depende en parte de la geología. Pero sobre todo, resulta que el petróleo restante está más esparcido, a más profundidad y en entornos más hostíles que antaño … y por ello costará mucho más obtenerlo. Esto también significa que invirtiendo más energía, más refinamiento, más dinero, más exploración se obtienen resultados similares ó peores que antes. Pero, ¿Es realmente tan difícil contrarrestar ese descenso de producción?

Lo primero que debemos observar es qué paises han pasado el pico y producen cada año menos petróleo (pese a intentar producir más).

Países tras el pico en Octubre 2007

La lista da que pensar. De los 48 principales países productores de petróleo, 33 producen menos cada año [World Watch Institute]. Y uno podría decirse … “bueno, ¡a explorar más!, ¡a invertir más!, ¡a descubrir! ¡a descubrir! Lo cual nos lleva a otra faceta del problema. Desde los años 70, el volumen anual de yacimientos descubiertos decae rápidamente. La gráfica siguiente muestra en azul los descubrimientos anuales pasados; en negro, el consumo y en amarillo, los descubrimientos probables (ateniéndose a consideraciones geológicas y experiencia del sector).

growing gap ASPO
(ASPO newsletter. Para más detalles ver TOD (inglés))

Los grandes descubrimientos son campos gigantes descubiertos en los 50 y los 70. Desde entonces, no se ha encontrado nada de esa magnitud. La explotación de estos campos enormes y de fácil acceso comenzó al poco de encontrarlos. Ahora apenas podemos descubrir nuevos yacimientos a un rítmo suficiente para compensar su declive.

Más información sobre descubrimientos: saber más

EROEI

Un último concepto clave es la “Energía Ganada por unidad de Energía Invertida” (en inglés EROEI, Energy Returned on Energy Invested). Para llenar el depósito de mi coche con gasolina hace falta energía (hace falta transporte para explorar y encontrar el petróleo, bombas para bombear, industria para producir las plataformas, barcos petroleros para traer el crudo, refinerías para refinarlo y camiones para transportarlo a la gasolinera). Para que sea provechoso, la energía que invertimos en producir ha de ser menor que la energía obtenida.

Por ejemplo, la extracción de un tubérculo en un campo fértil tiene un EROEI cercano a 4:3 (gastamos 3 calorías en encontrarlo y desenterrarlo y nos da 4). Se estima que la vida de cazador recolector tiene un EROEI próximo a 2:1 (por cada caloría gastada recolectando y cazando obtienen dos). En los EEUU, en los años 30, el EROEI para el crudo era de 100 barriles extraidos por cada uno invertido (i.e. EROI = > 100:1), pero en los 70 descendió a unos 30:1 y rondaba los 18:1 en el 2000 [Cleveland et al. 1984, Hall et al. 1986, Cleveland 2004].

eroei gráfico

El EROEI de extracción global de petróleo también está en declive acercándose actualmente a 20:1 (ver por ej. Gagnon et. al [Presentación] ó X. Ramón Doldán [noticia]). En efecto, desde hace unos años, cuanto más petróleo queremos sacar, más tenemos que gastar. [Por supuesto si llegasemos a EROEI 1:1 ya no merecería la pena seguir]. Y de hecho las reservas son mucho menores de lo que pensamos. Digamos que las reservas probadas son de 20 unidades. Con un EROEI en declive tal vez sólo podamos aprovechar 12 unidades y esto rara vez se menciona en las estimaciones de reservas petrólíferas.

A) Conceptos clave:

* Queda un volumen colosal de petróleo por explotar (más del que hemos usado)

* Este petróleo está en yacimientos cada vez más pequeños, menos rentables y de difícil acceso.

* Cuanto más difícil es acceder al petróleo, más energía (y dinero) gastamos para llegar a él.

* Cada vez descubrimos menos petróleo

* Con alta probabilidad antes del 2020 se producirá menos petróleo que hoy (algunas estimaciones son para el 2012!!).

B) La demanda

Contrastando con estos límites geológicos está el crecimiento económico y demográfico de la población mundial.

Población Mundial
Datos de: Durand:1974. D & C: United Nations, 1973. WPP63: United Nations, 1966. WPP94: United Nations, 1993. LR: United Nations, 1992.

La línea vertical marca el inicio de la era del petróleo.

Añadiéndose al consumo energético desaforado de Europa y EEUU, se suma el de los países en vías de desarrollo, con sus miles de millones de ciudadanos. El crecimiento imparable de China, India y los países de la OPEP está empujando la demanda y seguirá haciéndolo en los años venideros con crisis financiera ó sin ella [ref.PDF]. ¿Podrá la producción suplir esta demanda?

Robelius Growth Adjusted Scenarios
(Producción mundial de crudo y estimaciones de la demanda y posible suministro. Fuente: Tésis Doctoral de Robelius, Fredrik (2007) )

En el 2006 [ref1, ref2] se esperaba que la demanda aumentase 37% hasta el 2030. La crísis económica ha reducido levemente los pronósticos, pero los principales organismos internacionales siguen esperando crecimiento económico (y de producción).

Con la crisis financiera los números son más conservadores, pero la tendencia sigue apuntando al crecimiento. Hace dos años (2008), por primera vez, la IEA (Agencia Internacional de la Energía) estudió algunos de los yacimientos más grandes del mundo uno por uno para estudiar su declive. El declive en los 580 yacimientos más grandes del mundo que han pasado el pico de producción es del 6.7% anual.

El director ejecutivo de la IEA enseño en la presentación de su informe anual (World Energy Outlook 2008) un diagrama crucial. Muestra la producción de los campos actualmente en producción. Subiendo desde los 60millones de barriles diarios (mbd) en 1990, la producción se estanca en el 2005 y se mantiene hasta el 2008 a 70mbd. Según su pronostico, en el 2009, la producción se precipita callendo por debajo de los 30mbd en el 2030.

Pero si tras la crísis sigue el crecimiento de India y China y se mantiene el de occidente, la demanda se situaría en 103mbd para el 2030! ¿Es acaso posible cubrir esa demanda? El informe de la IEA tiene un tono alarmante ya que insiste en que sólo con enormes inversiones, esfuerzos, descubrimientos y avances tecnológicos podremos añadir lo que equivale a 6 veces la producción actual de Arabia Saudí en 20 años!! [más sobre esto]

Es decir que cada 4 años tenemos que descubrir, desarrollar y explotar el equivalente a Arabia Saudí … durante 20 años!

Si el mundo no fuera capaz de reemplazar esos barriles y la producción cayese al 6.5%, en 5 años, el mundo produciría un 28% menos. Ahora, si un descenso del 5% en los 70 triplicó el precio, y un mercado ajustado ha duplicado los precios este año, ¿Qué efecto cree que tendría un descenso del 30%?.

A día de hoy, el descenso de producción en los actuales yacimientos petrolíferos (cuyo valor exacto se desconoce) se compensa con los yacimientos que entran en-línea, los que aumentan su producción y con el aporte de los combustibles no convencionales. El momento del cenit marca el momento en que este balance deja de ser posible.

Más detalles aquí

Las consecuencias

Esta es sin duda la cuestión más difícil de evaluar. Factores sociales, geopolíticos, empresariales y geológicos juegan un papel cuya interacción es difícil de anticipar. Sin embargo, algunas de las preguntas que ocupan a los científicos, empresarios, inversores y estadistas conscientes del tema incluyen:

Alimentación

• ¿Será el abastecimiento alimentario suficiente? ¿Cual sería la consecuencia de tener 10% menos petróleo para la maquinaria agrícola?, ¿Y petróleo 200% más caro para los barcos, aviones, camiones y camionetas encargados de traer la comida a nuestras casas?

Suministro y consumo

• ¿Será posible producir a precios razonables todos aquellos productos derivados del petróleo? (asfalto, productos químicos, medicinas, textiles, materiales de construcción, fertilizantes, etc)

Energía renovable?

• La combinación de energía geotérmica, solar, eólica y de corrientes marinas generó un 0.8% de la energía consumida globalmente en el 2006[ref-PDF]. Si quisieramos usar estas energías para suplantar al petróleo, ¿Cuánta energía es necesaria para crear los millones de paneles que pueden poner esa cifra en 4% ? ¿Hay suficientes plantas de purificación de silicio? Si no, ¿Cuánto se tardaría en construirlas? ¿Cuánta industria pesada hace falta para construir cientos de miles de molinos de viento?

• ¿Existen suficientes materias primas y suficiente dinero para reemplazar los combustibles fósiles que usamos hoy en día y continuar creciendo? Sin duda una pregunta con respuesta difícil … [Springer, ISBN: 978-1-4020-5548-5]

• Si hay escasez de petróleo, ¿Qué alternativas son sostenibles? (léase, sin petróleo para la industria pesada, ¿se pueden construir molinos de viento? Sin petróleo para la agricultura, ¿Se puede producir suficiente etanol? ¿Se puede multiplicar por cien mil el número de paneles solares con petróleo escaso, materias primas encarecidas y una grave crisis económica?

• Las energías eólica, solar e hidráulica generan electricidad. Pero necesitaremos combustible denso y portátil para coches, aviones y camiones. ¿Cómo cambiamos todo el parque automóvilistico mundial en 20 años? La magnitud y urgencia de las inversiones dan idea de las dificultades a las que nos enfrentamos.

Aviación y Globalización

• ¿Cuál es el futuro del sector aéreo en un escenario de $250/barril?

• ¿Cuántos de los conceptos económicos modernos funcionan en un mundo con la mitad de petróleo disponible? Por ejemplo, ¿se mantiene la “globalización”, “el crecimiento de las empresas”, “la creación de oferta energética y sustitución de combustibles fósiles con precios altos”?)

Finanzas

• ¿Podrá la gente pagar sus hipotécas y deudas si acontece una recesión global? Un descenso de la producción de crudo del 5% anual podría acarrear una crisis económica mucho más severa que la crisis financiera actual.

• ¿Afectará de manera importante al sector financiero? [más]

Geopolítica

• ¿Desencadenará esta situación guerras de recursos entre los mayores consumidores?

Medio ambiente

• Si sustituimos la inmensa cantidad de petróleo que puede faltar por carbón (usando la conversión de carbón a combustible líquido [PDF] y promocionando el transporte eléctrico) qué consecuencias tendría para la atmosfera y el medio ambiente?

[Más información en TOD: Gail The Actuary]

Las conclusiones

Para no extenderme, esta primera página es sólo un resumen con muchas simplificaciones. Cuando me topé por primera vez con el tema mi reacción fué de incredulidad, y escepticismo.
_ “¡ No puede ser !”
_ ” Tiene que ser una teoría maltusiana del fin del mundo
_ “Alguien tendrá una solución!”
_”Ó simplemente, estarán equivocados”.

Si esa es tu postura te animo a que averigües más. Buscando descubrí gran número de informes oficiales, estudios, artículos y presentaciones de los profesionales más válidos del sector [más referencias].

Sin duda nuestro futuro y el de nuestros países estará ligado tarde ó temprano a esta crisis energética. Múltiples temas necesitan ser desarrollados. Por ejemplo la incertidumbre en los datos de la EIA y de la OPEP, las alternativas (ó carencia de ellas), el papel de Arabia Saudí y de Rusia, la tecnología de recuperación asistida, las fuentes no convencionales ó simplemente porqué no se habla más del tema.

De momento me limitaré a presentar lo que, tras cuatro años estudiando el tema, me parece un escenario plausible. En los próximos 20 años (4 según ciertos geólogos, 20 según ciertas petroleras) llegaremos al punto de máxima producción mundial. La dificultad para afrontar y reconocer el problema junto con la inercia de la vida que llevamos hará que no tomemos medidas a tiempo. Si los precios se mantienen bajos junto con la demanda en los próximos años de crisis económica, se restará importancia al “peak oil” reanudándose el consumo desenfrenado. Si se da el caso, la falta de inversión en infraestructura hará que los precios reboten alcanzando cotas nunca antes vistas y con consecuencias severas. La política energética de los próximos 15 años contiene por ello la clave del futuro del mundo y de la supervivencia de nuestra civilización.

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