1 Acabar con la adicción a los combustibles fósiles: ¿Qué se necesita? Dr. Kyle Forinash Professor of Physics School of Natural Sciences Indiana University Southeast New Albany, IN,USA “Es hora que terminemos con nuestra dependencia del petróleo extranjero.”

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6 ¿Cuánto combustible fósil hay? “Mirá, necesito una dosis …quiero decir llena el tanque por favor.”

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8 En 1956, M. King Hubbert predijo que la producción de petróleo de EE.UU. llegaría a su cenit en la década de 1970. Extracto del documento original de Hubbert: Actual:

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11 Resultado de los análisis del modelo de Hubbert. FuenteEl Año PicoTotal de la Fuente, Quad Petroleo200811264 Gas Natural20259307 Petroleo + Shale203321935 Carbón206022696 Uranio21135080000

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13 Los cambios en dióxido de carbono a partir de núcleos de hielo y datos modernos.

14 La tierra se está calentando. Alaska: Frente del Glaciar en el 1951 Alaska: Frente del Glaciar en el 1951 Alaska: Frente del Glaciar en el 2001 Alaska: Frente del Glaciar en el 2001

15 La capa de hielo del Ártico se está derritiendo.

16 La temperatura no sube de manera uniforme.

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18 ¿Ahorro de energía, es siempre desventaja? Dos ejemplos: Refrigeradores desde 1970: Aumento de la eficiencia de 75% Caída en el precio de 60% Aumento en el volumen en un 20% en promedio Los coches europeos y japoneses compiten bien con los coches americanos, pero consumen mucho menos nafta.

19 Tecnología de los últimos 20 años se ha utilizado para hacer coches 9% más grandes con 40% más potencia.

20 2 ª ley de la termodinámica. Límites térmicos a la eficiencia del motor. Proceso El tipo de conversión Eficiencia Gran generador eléctricoMecánica a la eléctrica98-99% Gran motor eléctricoEléctrica a mecánica 90-97% Calentador a gas Química a térmica 90-96% Pequeño motor eléctricoEléctrica a mecánica 60-75% Celula de combusibleQuímica a eléctrica 50-60% Turbina de vapor Térmica a mecánica 40-45% Motor diesel Térmica a mecánica 30-35% Motor de nafta Térmica a mecánica 15-25% Luces fluorescentesEléctrica a radiativo15-25% PhotovolaicRadiativo a eléctrica 15-20% Luces incandescentesEléctrica a radiativo2-5% La fotosíntesis de plantasRadiativo a química 1%

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22 El transporte utiliza 20% de la energía mundial. “Acabo de escuchar que el auto ahora obsoleto a causa de precio de la nafta.” Fardo de Alfalf a

23 74% la pérdida por calor 4% la pérdida en motor “ocioso” 3% aceleración 3% la pérdida en la transmisión 6% rozamiento de rodadura 7% la resistencia del aire 3% accesorios ¿Adónde va cada 1$ peso de nafta?

24 La nafta será difícil de reemplazar. CombustibleEnergía por masa (MJ/kg) Hidrógeno114 (10 líquido; 5 gas comprimido) Nafta48 Aceite vegetal (Bio-Diesel)38 Ethanol28 Carbón común 22 Gas Natural (STP)20 Madera secado al aire15 Papas 4 Volante de fibra de carbono 0.8 Frutas y hortalizas 0.6 - 1.8 Baterías de litio (400C) 0.2 Baterías de plomo0.1

25 Problemas con hidrógeno cuando se usa como combustible para autos. Se pierde un 40% de energía al obtener H 2 del gas natural. Se pierde un 30% de energía al obtener H 2 de la electricidad (hidrólisis). Se pierde un 50% de energía al comprimir el H 2. Se pierde un 40% de energía en las ‘fuel cells’ al crear electricidad. H 2 es más difícil y peligroso de transportar que el gasoil, la nafta, propano o gas natural. H 2 require un nuevo tipo de infraestructura para su distribución (en comparación con la existente para la electricidad).

26 Problemas con los combustibles de origen vegetal en su utilización en autos. Consumo del transporte en EEUU (2004): 27.8 Quad Total de la producción posible de Bio-Diesel en EEUU: 25.6 Quad

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28 El ferrocarril: Cuatro veces más eficiente que los camiones para el transporte de mercancías; Doce veces en comparación con los autos para el transporte de pasajeros.

29 ¿Qué hay sobre los renovables?

30 Energía renovable y disponible. FuenteEnergía total (Quad) Recuperables (Quad) Uso Actual (Quad) Solar (sobre la tierra)8.1x10 5 300002.2 Térmica 0.2 PV Viento (sobre la tierra)1.1x10 4 200 to 18000.4 Biomasa * 2.8x10 3 12 to120021 Hidroeléctrica300 to 90040 to 602.7 Tidal90100.01 Ondas6015 to 300.01 Geotérmica1.3x10 4 300.5 (*los cultivos de alimentos, las plantas verdes y leñosas, residuos de la agricultura o la silvicultura, componente orgánico de los residuos municipales e industriales, humos procedentes de los vertederos)

31 Superficie de tierra necesaria para suministrar toda la energía utilizada, en 2005, con la energía solar* o viento †. ( * 20% eficiencia células solar, 50% pérdida de almacenamiento y transmisión.) ( † 50MW finca, 30% factor de carga ) PaisUso de engería (Quad)% Superficie para solar % Superficie para viento Argentina2.70.20.8 China46.60.94.0 Denmark0.93.718.0 Egypt2.80.42.4 France11.23.714.8 France11.23.714.8 Ghana0.1 0.4 Japan22.410.852.8 Russia17.10.30.9 UK9.87.835.7 US98.81.98.9

32 Dólares por MWh para la electricidad. FuenteTamaño (MW) Factor de carga % Coste de la inversión funciona miento y la gestión Costo de combustible Costo de la transmisión Costo Total Carbon60085573.7233.587 Gas87201.6553.880 Nuclear135090821094105 Biomasa/Lan dfill 8083649254102 Geotérmica5090772205104 Hidro- eléctrica 50040-605770569 Viento, tierra Viento, mar 50 36 33 73 171 10 29 0000 8989 91 210 Solar térmica1003122021010.6252 Photovoltaic5223426.2013362 Conservación-60

33 “Si sólo existiese una fuente de energía alternativa, abundante, viable y que fuera baja en emisiones de gases de efecto invernadero.”

34 Opciones nucleares. Indices de muerte y cáncer mucho más bajos para la energía nuclear que para el uso de carbón, petróleo y gas natural. Un 75% de la electricidad que consume Francia es de nuclear (19.6% en EEUU, 17% en el resto de mundo, 2003). Reactores ‘inherentemente seguros’ (pebble bed, diseño modular, pocas partes móviles, más pequeños). Existe el problema de los residuos radioactivos (vitrificación, reciclado de combustible). Fusión: ¿Primer reactor en 2050?

35 Conclusión: No existe una solución milagrosa. El uso de petróleo disminuirá; el carbón y ‘shale oil’ durarán un poco más de tiempo (pero el CO 2 constituye una problema). El hidrógeno ni los vegetales tampoco son soluciones. La preservación debe tener un rol muy importante. El uso de fuentes renovables debe aumentar: energía eólica, de la biomasa, hidroeléctrico, y más importante, la solar. El uso de energía eléctrica debe aumentar donde ello sea posible debido a su mayor eficiencia. La energía nuclear puede ser un mal necesario.

36 “Hola. Me llamo Sam y soy petrohólico.” “Primer paso!”

37 Actividades interesantes. EIA web site http://www.eia.doe.gov/ http://www.eia.doe.gov/ Oak Ridge Climate Data (CDIAC) http://cdiac.ornl.gov/ http://cdiac.ornl.gov/ NOAA National Climate Data Center http://www.ncdc.noaa.gov/oa/ncdc.html http://www.ncdc.noaa.gov/oa/ncdc.html Gapminder (Google) http://www.gapminder.org/ http://www.gapminder.org/ Argonne Nat. Lab well to wheels energy spreadsheet http://www.transportation.anl.gov/modeling_simulation/GREET/index.html http://www.transportation.anl.gov/modeling_simulation/GREET/index.html Educational Climate Model; EdGCM http://edgcm.columbia.edu/ http://edgcm.columbia.edu/

38 Muchas Gracias. Kyle Forinash Indiana University Southeast http://homepages.ius.edu/ kforinas/Forinash.html Island Press, July 2010