Una crítica al concepto de la TRE (Tasa de Retorno Energético)

La Tasa de Retorno Energético trata de medir la relación entre la energía que va a la sociedad y la energía invertida para ello.
Dos definiciones usadas comúnmente arrojan el mismo resultado:

TRE = Energía Total / Energía invertida para darla (1)
TRE = 1 + Energía neta / Energía invertida para darla (2)

Por ejemplo, si hablamos de la TRE del carbón, calcularíamos la energía calorífica que se obtiene al quemar un Kg. de carbón (energía total) y la dividiríamos entre la energía que hemos tenido que utilizar la sociedad para quemarlo. Si lo que queremos es calor, entonces la energía total es útil, pero si lo que queremos del carbón es electricidad, entonces obtendremos mucha menos energía (menos de un 50% de la energía calorífica del carbón puede transformarse en electricidad).

Un problema fundamental de esa definición es calcular el denominador de los cocientes, algo difícil y que tras décadas de estudios no se ha conseguido uniformizar. La prueba es la enorme dispersión en los cálculos de las diferentes TREs que se encuentran en la bibliografía “científica”.

El otro gran problema es el cálculo de la energía total o neta, porque tampoco son claras sus definiciones, especialmente cuando queremos identificar con la palabra “útil” a esa energía total o neta.

Para cálculos concretos como la TRE del petróleo, se suele calcular para el numerador de la ecuación (1) el contenido calorífico del petróleo extraído, mientras que en el denominador se calcula la energía que conlleva el descubrimiento, exploración y extracción del petróleo. Hay quien calcula la energía directa que se emplea en ello, y otros tratan de calcular costes energéticos asociados, como por ejemplo la energía gastada en la construcción de las plataformas petrolíferas o los costes de transportar el personal que trabaja en ellas, etc.

Sin embargo, esa definición para el petróleo adolece de un grave defecto. El petróleo no es una fuente energética útil a la sociedad (al menos como energía, por supuesto a BP y sus trabajadores sí les resulta útil); lo que la sociedad consume son productos refinados, almacenados y transportados del petróleo, como la gasolina y el diesel. Por tanto, el numerador en realidad es mucho más pequeño que lo que se supone, especialmente si usamos la ecuación (2). Cuando Charles Hall (uno de los creadores del concepto) dice que la TRE del petróleo ha bajado de 100 a 10 en el último siglo, en realidad nunca ha sido 100. Al comienzo de la explotación del petróleo, sólo una pequeña parte de su contenido energético se aprovechaba como tal y los procesos de refinado eran poco eficientes, con lo que la energía útil que terminaba en la sociedad era muy inferior a lo que se consigue ahora.

En la actualidad mis cálculos gruesos arrojan que la TRE del petróleo es de alrededor de 3 o 4, si tomamos como energía útil la gasolina que echo en mi coche o el queroseno que mueve un avión: Si suponemos que la exploración, extracción, almacenamiento y transporte hasta las refinerías es un 10% de la energía que contiene el petróleo. Teniendo en cuenta que las refinerías invierten otro 10% de la energía que termina en forma de gasolina o diesel, y teniendo en cuenta otros gastos energéticos de almacenamiento, transporte, construcción de gasolineras, etc. de digamos otro 5%, entonces la energía neta que nos queda sería de 0,9•0,9•0,95 = 0,77, y a través de la ecuación (2) obtendríamos una TRE = 4,34.
Por tanto, es falso que la TRE de una sociedad avanzada deba ser 5 o 10 para sostenerse, como Charles Hall y otros nos recuerdan, en base a cálculos gruesos de sociedades preindustriales, con TREs aparentemente mayores. El petróleo podría haber sustituido en teoría a todas las energías (lo contrario no es tan fácil) y mantenido él solo nuestra civilización durante buena parte del siglo XX con una TRE < 5.

El quiz está precisamente en otra ventaja de las energías no renovables, pues son capaces de sostener (mientras duren) una sociedad tecnológica con TREs tan bajas como se quiera siempre que superen el valor 1.

La razón con un ejemplo:
Supongamos que somos una sociedad hipotética de 10 familias y que mi familia es la única que se dedica a proporcionar la energía que requerimos todos. Supongamos que disponemos de un pozo de petróleo que hemos heredado ya en explotación y de una refinería. Supongamos que necesitamos diez unidades de gasolina para vivir todos. Supongamos que del pozo de petróleo saco petróleo equivalente a 100 unidades de gasolina energéticas, pero que 90 unidades las empleo en extraer, refinar y darles a las familias la gasolina. Pues bien, la sociedad podría funcionar bien, y crecer siempre que pueda aumentar la eficiencia (subir la TRE) o aumentar la extracción de petróleo. Si calculamos la TRE con la ecuación (1): TRE= 100/90 = 1,11 y la sociedad se mantendría con TREs irrisorias. Si la calculo con la ecuación (2): 1+ 10/90 = 1,11.

En cualquier caso se desmonta la idea de que necesitemos TREs grandes desde el punto de vista físico.

El paso de biomasa y turba a carbón y a petróleo en la Revolución Industrial se pudo hacer porque, como muestra el ejemplo anterior en el que ya se dispone de la refinería, los “pozos” en explotación de la energía anterior sirvieron para montar los “pozos” de la nueva energía (con muy baja TRE final).

Para el caso de las renovables esto es, en cambio, un problema a explorar, si la TRE final de la energía fotovoltaica es de 3 (Pedro Prieto la ha calculado para España menor), es obvio que, como otras veces, hacer una transición de fósiles a renovables se haría con apoyo de las fósiles hasta que con el tiempo las renovables se pudieran automantener.

Significa esto que la capacidad de potencia a instalar finalmente debe ser mayor que si la TRE fuese muy grande. Si la sociedad renovable funciona con 10 unidades energéticas netas e invertimos 5 unidades en proporcionar esa energía útil, estaremos produciendo 15 unidades de energía para mantenernos, es decir, con el cálculo (1): TRE= 15/5 = 3.

El problema es que una baja TRE en renovables significa aumentar aún más la capacidad a instalar frente a los cálculos que no lo tienen en cuenta, además y quizás lo más importante, se apoya en un petróleo en disminución, cosa que no ha pasado en la historia antes, pues cuando se instaló la infraestructura fósil el uso de carbón estaba aumentando, cuando se instaló la infraestructura del carbón estaba aumentando el uso de biomasa y turba, etc., es decir, las transiciones energéticas históricas se hicieron en épocas en las que la energía de apoyo estaba creciendo de forma importante, algo que ahora ya no es el caso.

Carlos de Castro Carranza

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