Estudio de la transición energética a energías renovables al 100%. Simon Michaux versus Mark Jacobson.
El post de hoy es muy simple.
Aconsejo ver este video de la presentación del profesor Simon Michaux, sobre las necesidades de materias primas en una transición 100% renovable. Es decir en el supuesto de que todas las fuentes de combustibles fósiles dejaran de utilizarse o simplemente se agotaran.
Está en inglés, pero con subtítulos.
Imprescindible si se quieren comprender las dificultades de la transición y sobre todo, los evidentes límites físicos de ciertos elementos.
https://www.youtube.com/watch?v=MBVmnKuBocc
Un resumen en este informe por escrito se puede leer aquí.
La clave está en la necesidad de respaldo por las intermitencias de las renovables. Ese respaldo en forma de baterías, destroza todos los cálculos.
https://www.counterpunch.org/2022/08/23/is-there-enough-metal-to-replace-oil/
Los metales/minerales necesarios para obtener gigafactorías que produzcan energías renovables para impulsar las economías del mundo cuando la eliminación de los combustibles fósiles parezca ser uno de los mayores dilemas de todos los tiempos. No hay suficiente metal.
Michaux investigó y analizó el estado actual de la flota de motores de combustión interna de automóviles, camiones, trenes, transporte marítimo y aviación para los EE. UU., Europa y China, accediendo a bases de datos para recopilar información como punto de partida para el estudio.
Los cálculos de Michaux sobre lo que se requiere para eliminar gradualmente los combustibles fósiles utilizan un punto de partida de 2018 con el 84,5 % de la energía primaria aún basada en combustibles fósiles y menos del 1 % de la flota de vehículos del mundo es eléctrica. Por lo tanto, la primera generación de energía renovable recién está entrando en funcionamiento, lo que significa que no habrá disponibilidad de reciclaje de materiales de producción durante algún tiempo. La producción tendrá que provenir de la minería.
Cuando Michaux presentó información básica a los analistas de la UE, fue un shock para ellos. Para su consternación, no habían reunido los diversos requisitos de datos de minerales/metales para eliminar gradualmente los combustibles fósiles y reemplazarlos por energías renovables. Asumieron, utilizando estimaciones aproximadas, que los metales estarían disponibles.
Un tema clave para el logro de las energías renovables es el almacenamiento de energía debido al impacto de la intermitencia eólica y solar, los cuales son altamente intermitentes. La mayoría de los estudios asumen que el gas será el amortiguador de la intermitencia. Además de usar combustibles fósiles como el gas como amortiguador, un sistema de almacenamiento de energía adecuado para manejar la intermitencia requerirá 30 veces más material que el que requieren los vehículos eléctricos con los planes actuales, lo que significa que el alcance es mucho mayor de lo que permite el paradigma actual.
Un factor que influirá en los materiales y sistemas que se utilizan para construir energías renovables es el hecho de que los vehículos eléctricos requieren una batería que es 3,2 veces la masa del equivalente de un tanque de combustible de hidrógeno. Por lo tanto, un análisis de EV versus celdas de combustible de hidrógeno indica que será necesario construir la flota global con EV para el tráfico urbano y celdas de combustible de hidrógeno para todos los vehículos de largo alcance como semirremolques, rieles y transporte marítimo.
Toda la construcción renovable requiere 36.000 teravatios hora para operar, lo que significa 586.000 nuevas centrales eléctricas de combustible no fósil de tamaño medio. La flota actual de centrales eléctricas es de solo 46.000, lo que significa que se necesitarán 10 veces el número actual de centrales eléctricas, aún por construir.
La nueva capacidad de energía anual de 36.007,9 teravatios hora suministrará (1) 29 millones de autobuses EV (2) 601,3 millones de furgonetas EV comerciales (3) 695,2 millones de turismos EV (4) 28,9 millones de camiones de celda H2 (5) 62 millones de motocicletas EV (6). La energía hidroeléctrica también deberá expandirse en un 115 % para 2050 y la energía nuclear deberá duplicarse. La biomasa seguirá siendo la misma. Ya está en limitaciones. Triples geotérmicos.
Además, los sistemas de amortiguamiento son cruciales para manejar la intermitencia. Por ejemplo, Hornsdale Power Reserve en Australia, que es un proyecto de Elon Musk con una capacidad de 100 megavatios. La UE está utilizando Hornsdale como el sistema de amortiguamiento estándar. A nivel mundial, será necesario construir 15 635 478 estaciones tipo Hornsdale en todo el planeta y conectarlas al sistema de red eléctrica solo para cumplir con un sistema de amortiguación de 4 semanas. Esto es 30 veces la capacidad en comparación con toda la flota mundial de vehículos. Por lo tanto, el mercado de las baterías es sustancialmente más grande de lo que actualmente se entiende y se tiene en cuenta en la planificación de una economía renovable.
La Agencia Internacional de Energía (AIE) publicó un informe sobre la cantidad de metal necesaria por unidad para construir una economía renovable. Además de un estudio de cómo sería la participación de mercado en 2040 para baterías para vehículos ligeros y vehículos pesados y almacenamiento de energía al nivel de la flota mundial para paneles solares en 2040 y pilas de combustible de hidrógeno, camiones, locomotoras de carga, transporte marítimo. , aerogeneradores y amortiguador de almacenamiento de energía.
El total de metales requeridos para una generación de tecnología para eliminar los combustibles fósiles se enumera por Producción requerida seguida por Reservas conocidas para todos los metales en base a toneladas, de la siguiente manera:
Cobre 4.575.523.674 vs. 880.000.000 – serio déficit - las reservas solo cubren el 20% de los requerimientos.
Zinc 35.704.918 vs. 250.000.000 – reservas adecuadas.
Manganeso 227.889.504 vs 1.500.000.000 – reservas adecuadas
Níquel 940.578.114 frente a 95.000.000 – enorme déficit – reserva el 10% de las necesidades.
Litio 944.150.293 frente a 95.000.000 = enorme déficit: reserva el 10 % de las necesidades.
Cobalto 218.396.990 frente a 7.600.000 – enorme déficit – reserva el 3,48% de las necesidades.
Grafito 8.973.640.257 frente a 320.000.000 = gran déficit: 3,57% de reservas de requisitos.
Silicio (metalúrgico) 49.571.460 – reservas adecuadas
Plata 145,579 vs. 530,000 – reservas adecuadas
Vanadio 681.865.986 frente a 24.000.000 = enorme déficit -3,52% reservas de requerimiento
Zirconio 2,614,126 vs. 70, 000,000 – reservas adecuadas.
Previo al 2020- el sistema global extrajo 700 millones de toneladas de cobre a lo largo de toda la historia. De cara al futuro, será necesario extraer los mismos 700 millones de toneladas durante los próximos 22 años, lo que se basa en las tasas de crecimiento económico actuales sin tener en cuenta lo que se necesita para una generación de energías renovables .
Las reservas actuales de cobre son de 880 millones de toneladas. Pero se requieren 4.500 millones de toneladas de cobre solo para fabricar una generación de tecnología renovable. Mmm.
Además, cada tecnología renovable tiene un ciclo de vida de 8 a 25 años. A partir de entonces, deben ser desmantelados y reemplazados. Además, si las energías renovables son lo suficientemente fuertes y sostenibles para impulsar la próxima era industrial es una pregunta que está en el aire.
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En el caso del cobre, un par de artículos que nos informan sobre las necesidades de incrementar la producción de cobre y la dificultad en conseguirlo, junto a un análisis sobre las reservas.
https://www.hellenicshippingnews.com/coppers-critical-role-in-achieving-net-zero/
https://aheadoftheherd.com/running-on-mt-peak-copper/
Para poder comparar ambas versiones de la viabilidad de la transición, también dejo el trabajo de Mark Jacobson, sobre el mismo tema.
https://web.stanford.edu/group/efmh/jacobson/WWSBook/WWSBook.html
(No consigo entrar en los enlaces al Power Point, ni veo los cálculos sobre la necesidad de materiales, pero es una alternativa aunque sea sobre el papel.)
Y una entrevista donde explica su trabajo.
Y su video.
https://www.youtube.com/watch?v=odSynuVg7B4
Sobre el tema en el blog.
https://futurocienciaficcionymatrix.blogspot.com/2022/02/la-interconexion-electrica-y-la-mejora.html
Esta vez solo aporto los informes y los videos. El análisis corre de cuenta del lector.
Saludos.
Recomiendo encarecidamente ver el video completo.
ResponderEliminarSaludos.
He añadido también el video de Jacobson y parece que están en mundos paralelos. No se parecen en nada.
EliminarSaludos.
Seguro que tengo sesgo, pero mientras Michaux hace los cálculos, Jacobson se apoya en la mejora de la eficiencia y en la posibilidad técnica de realizar una temprana transición energética, sin entrar en las necesidades físicas del proyecto.
ResponderEliminarEspero que algún experto en la transición renovable 100%, pueda aportar claridad al debate.
Saludos.
Vaya, Michaux acaba de pulverizar mis expectativas de dar el pelotazo con mis onzas físicas de plata... resulta que al final sobran por todos lados, hay más que suficiente ja, ja, ja.
ResponderEliminarBueno, en todo caso será bueno que vaya apuntando referencias de necesidades de plata para la transición renovable, para contrastar fuentes.
Por cierto, cualquier estudio de este tipo, si no explica a dónde se quiere llegar, me lo tomo como castillos en el aire. Me explico: ¿sirve de algo calcular cuantas toneladas de tal o cual material para hacer baterías se necesitan para cambiar los 1300 millones de coches térmicos por eléctricos, si es evidente que no va a haber 1300 millones de coches eléctricos, no ya porque no haya materiales, sino porque la gente no los va a poder comprar?
Y así con todo. Un mundo 100% renovable no puede ser BAU, tiene que cambiar por fuerza. No puede haber vacaciones en avión para un cuarto de la humanidad. No puede haber un comercio de chorradas de plástico de 1 centimo de euro fabricadas en la otra punta del mundo. No puede haber frutas fuera de temporada traídas de 20.000 km. Las cuentas, tienen que hacerse al revés: ver qué materiales hay, y calcular qué podemos hacer con eso y como tenemos que cambiar la sociedad.
Michaux trata de demostrar que no se puede hacer una transición 100% renovable, por falta de materias primas esenciales como el cobre. Frente a las propuestas sobre el papel, el va a los cálculos.
EliminarMirando el WEO 2022, no veo en la propuesta de la AIE, una cifras ni cercanas a las propuestas por Michaux. Y lo que dice Michaux en su presentación, es los responsables de la transición, ni siquiera han hecho un cálculo aproximado de las verdaderas necesidades o eso he creído entender.
Muy complejo en todo caso, llegar a unas cifras reales.
Siempre he pensado que la intermitencia de las renovables exige un respaldo carísimo (en todos los sentidos, no solo monetarios) y es inviable al 100%.
Saludos.
En el caso de la plata, que es el que mejor conozco, los cálculos me parecen correctos.
EliminarSegún la AIE, plantean una media de 380 GW anuales durante 20 años. Teniendo en cuenta un consumo de 0,7 millones de onzas por GW, nos da 266 millones de onzas por año.
En 20 años el consumo de plata sería 266 x 20 = 5.320 millones de onzas.
Cada onza tiene 31,1 gramos por 5.320 millones = 165.452 millones de gramos que son 165.452 toneladas de plata , frente a 145.000 toneladas en el informe. La diferencia puede estar en mejoras de la eficiencia, pero es muy aproximado.
Ahora pensar que si la minería proporciona 800 millones de onzas (con tendencia al descenso) y gastamos solo en fotovoltaica 266 millones de onzas, ¿qué queda para joyería, inversión monetaria y sector industrial, con un consumo actual de casi 1.000 millones de onzas anuales?. El reciclaje está en 170 millones de onzas y ya se han vendido casi todos los candelabros y vajillas antiguas.
Y el coche eléctrico gasta el triple de plata que el fósil.
En realidad son el cuento de la lechera, porque no vamos a ver ni de lejos, esa inversión en renovables. Pasar de 1 billón de dólares actuales a 4 billones de dólares de media en los próximos 20 años es una fantasía. Y tampoco existen el resto de materias primas.
Por eso quería comentarlo. Cuando el petróleo comience a descender con fuerza (no dos o tres millones sino 20 o 30 millones de barriles sobre la producción actual), veremos de verdad que es posible y que es una fantasía.
Saludos.
En la era tik tok, que la gente vea detenidamente dos vídeos de más de una hora cada uno es pedir mucho. Supongo que por eso no se animan mucho a comentar este post.
ResponderEliminarGracias por los cálculos de la plata. Te preguntas ¿qué queda para joyería e inversion monetaria [de plata]? Pues la respuesta es... que poco. Ya se empieza a ver que algo está pasando. En los últimos meses se ha separado mucho el precio de "los papelitos" del precio "de lo que puedes tocar" que dice Dragón del canal Youtube (Dragón oro plata). Y además, los retrasos en las entregas ya son notorios. Todavía estamos lejos del precio en tienda de 50 $ y los 6 meses de retrasos en las entregas (que un poco son un límite psicológico que indicaste de que estamos ya en el guano total), pero "estamos en camino". Es posible que se esté detrayendo plata para acuñar monedas de inversión para otros usos.
Una cosa más. No creo que sea necesario esperar a un descenso de 20 millones de barriles sobre la producción actual. En muchos países "periféricos" notaremos mucho antes los efectos del descenso de petróleo.
Hola Espartal.
EliminarHace tiempo que quería ver los cálculos de una transición 100% renovable. Las autoridades siempre hablan de invertir cantidades inimaginables en la transición, pero nunca "bajan al barro" para calcular la traslación de esa inversión a unidades de metales vitales para la ejecución.
Michaux lo hace y el resultado nos da una idea del orden de magnitud que se necesita para llevar a cabo el plan. Luego podemos ajustar los datos , mediante una reducción de las necesidades por mejora de la eficiencia, pero ya tenemos una medida para saber cuantos materiales se necesitan.
Lo que más sorprende es la increíble necesidad de baterías si queremos un 100% de respaldo renovable. Seguimos funcionando con ideas retrógradas cuando se menciona la necesidad de respaldo. Nos olvidamos que vivimos en un mundo de combustibles fósiles y la reducción al cero% de todo el gas, el carbón y el petróleo, cambia la ecuación de tal forma, que es inviable ni siquiera un 20% de la civilización actual, solo porque las necesidades de elementos como el cobre, no cubren la transición energética, con las reservas conocidas. Y como no solo es el caso del cobre, podemos afirmar que la transición renovable al 100% es un plan viable sobre el papel e imposible cuando lo trasladamos a la realidad.
La comparativa con el ejemplo de Jacobson es ejemplar. En ningún momento se comentan las necesidades físicas de elementos vitales, y por eso no me extraña que sea un shock para las autoridades competentes, el cálculo de Michaux. En realidad nadie había hecho ningún cálculo, porque suponían que los materiales estaban plenamente disponibles en cualquier cantidad.
Sé que estamos lejos de eliminar los combustibles fósiles, pero la constatación de una transición imposible al 100%, realza la conclusión de nuestra dependencia del petróleo. Cuando empiece a descender con fuerza, la civilización entrara en una fase de decrecimiento inevitable.
Este tipo de videos con tantos números, no son fáciles de seguir y sin embargo contienen la clave para explicar porque no podemos acceder a un universo completamente renovable.
Una lástima que pasen tan desapercibidos.
Saludos cordiales.
Hola Quark, he de reconocer que no he podido ver el video por falta de tiempo. Sobre una transición total de nuestro modelo a renovables hace tiempo que lo veo imposible, quizás si en algunas zonas afortunadas.
ResponderEliminarHe visto algunos estudios de Pedro Pietro que ha analizado el tema
https://www.15-15-15.org/webzine/2021/04/02/informe-descarbonizacion-100por100-con-100por100-renovables/
y Alicia Valero, ellos ya constatan los límites materiales a los que se enfrenta la transición.
Hola Karlo.
EliminarEl informe de Michaux es el más completo que he visto. Sobre todo en su referencia a las fuentes de respaldo mediante baterías.
Con esta base se puede ajustar las necesidades de energía (en función de las mejoras de eficiencia) y trasladarlas a los cálculos de necesidades materiales netas.
Eliminar el gas, petróleo y el carbón por completo, induce al engaño cuando comparamos necesidades actuales (basadas en una economía fósil), con las necesidades en un mundo 100% renovable. No es lo mismo.
Saludos.
Michaux en PDF de 2022 (equivalente al video).
ResponderEliminarhttps://www.akadeemia.ee/wp-content/uploads/2022/05/simon-michaux.-30.05.2022.pdf
Saludos.
Gracias por el soporte en pdf. Michaux hace un analisis muy detallado, para analizarlo haria falta bastante tiempo pero es un documento de gran calidad.
EliminarLa intermitencia de las renovables obligan a baterias y a uso intensivo de materiales, todo esto es muchisima más complejidad al sistema y con muchas más posibilidades de fallo, posiblemente un sistema menos resiliente.
De todas maneras hay que avanzar en lo que se pueda de manera estratégica, cuando nos dejen las energias fósiles habrá que usar todos los recursos disponibles.
Otra mención importante es que la generación de la primera instalación 100% renovable no tiene reciclaje, pues todos los elementos son necesarios al principio. Las cantidades reciclables de instalaciones ya instaladas para otros usos no renovables (construcción, etc), necesitan cobre (por ejemplo) adicional, por lo que tampoco pueden contribuir a "ayudar".
ResponderEliminarSaludos.
Pico del petróleo... y pico de los metales...
ResponderEliminarBuenas Quark, espero que te encuentres bien.
ResponderEliminarImagino que aunque no publiques tan a menudo sigues llevando seguimiento de los temas de actualidad. Ahora que Biden ya tiene resueltas sus elecciones se está hablando de posibles negociaciones para acabar la guerra, las cripto se hunden más y las bolsas suben, que composición de lugar tienes. En youtube me he cruzado con este video y la verdad es interesante lo que dice sobre la actualidad de hoy.
https://youtu.be/oMPBIO41_3Y
Hola Karlo.
EliminarBueno, distingo entre movimientos a corto plazo y la tendencia establecida.
Dentro de los movimientos a corto, destaca el futuro de las sanciones a Rusia sobre el petróleo (si finalmente se producen), la debilidad de la economía china por los confinamientos y la crisis inmobiliaria, la sensación de un tope en la inflación por el efecto escalón y la posibilidad de un alto el fuego en Ucrania.
Todo esto puede afectar a corto plazo a las cotizaciones del petróleo y de la renta variable-fija, pero no cambia en absoluto la tendencia a largo plazo.
Los fundamentos del petróleo no han cambiado, incluso si se decidiera invertir más. La clave está en la tasa de reposición. Si esta sigue en torno al 10-20% del consumo anual, las reservas de petróleo se siguen agotando con una rapidez inusitada.
Ya hemos visto con el informe de Michaux, que la transición 100% renovable es imposible por falta de suficientes materias primas e incluso llegar al 20% sería un logro increíble, por lo que la tendencia general prosigue su curso, por encima de subidas o bajadas de los precios.
Este gráfico es el único que debemos seguir y las propias entidades como la EIA, tienen previsiones (en rojo) que confirman el descenso iniciado en 2018, con otro pico post-2018 en Octubre de 2022.
https://peakoilbarrel.com/wp-content/uploads/2022/11/World-Proj.png
Saludos.
Gracias Quark,
ResponderEliminarDespues de los transtornos de la crisis de suministros, energética y la guerra, estamos en un cierto impase, se podria decir que en una calma desde el centro del huracán.