Tasa de Retorno Energético (EROI)
Definición de Tasa de Retorno Energético (EROI)
En el sector energético, uno de los conceptos más interesantes de entender es la Tasa de Retorno Energético o EROI (de sus siglas en inglés Energy Return on Investment). Vamos a intentar definirlo tanto de forma superficial como entrando más en la técnica; espero que todos los comprendáis.
La Tasa de Retorno Energético (TRE o EROI) es, en esencia, una métrica que evalúa la eficiencia de un sistema energético determinado. Se trata de cuantificar la relación entre la energía que obtenemos de una fuente en particular y la energía que invertimos para extraer, convertir y distribuir esa fuente. En otras palabras, es un indicador de la cantidad neta de energía aprovechable que obtenemos después de restar la energía consumida en todo el proceso.
Esta métrica está íntimamente relacionada con el Energy Payback Time (EPBT), que es el tiempo que tarda una tecnología determinada en generar toda la energía que se ha utilizado para empezar a explotarla. Por lo que a mayor EROI, menor EPBT. Y a nivel financiero también se utiliza para analizar inversiones en el sector energético, aunque para esto suele estudiarse más el LCOE.
Así pues, explorar la EROI se convierte en un ejercicio esencial para comprender la viabilidad a largo plazo de nuestras fuentes de energía y cómo estas contribuyen o desafían la sostenibilidad global y a la transición energética.
A continuación veremos las distintas formas de calcular el EROI para que se entienda mejor pero básicamente a mayor EROI, más eficiente es esa fuente de energía. Esto se debe a que necesito emplear una determinada energía para obtener esa fuente pero que la energía que me retorna es muy elevada.
Cálculo de la Tasa de Retorno Energético (EROI)
Calcular la Tasa de Retorno Energético es bastante sencillo teniendo los valores; simplemente necesitamos obtener el cociente entre la energía total obtenida de una fuente y la energía invertida en dicho proceso:
Un EROI igual o inferior a 1 indica que la inversión de energía en el proceso es mayor que la energía obtenida. En este caso, la fuente de energía se considera insostenible tanto desde el punto de vista económico como ambiental.
Como hemos mencionado anteriormente, a mayor Tasa de Retorno Energético, mejor es la fuente de energía. Por ejemplo, para una misma tecnología, un EROI más alto sugiere una mayor eficiencia en el proceso de extracción del recurso.
A pesar de la aparente simplicidad del cálculo, la verdadera complejidad radica en estimar estos valores, ya sea antes de realizar la inversión o retrospectivamente. La energía obtenida se puede estimar fácilmente, como la cantidad de energía contenida en un determinado combustible o la producción anticipada de una planta fotovoltaica.
Sin embargo, la complicación surge al intentar estimar la energía invertida en el proceso, ya que implica considerar toda la cadena de valor con sus respectivos consumos energéticos. Esto abarcaría desde la extracción y transporte del material hasta su tratamiento y distribución, tanto directamente a través de la maquinaria utilizada como indirectamente a través de consumos asociados al personal, viajes y la energía utilizada para fabricar la maquinaria, entre otros.
Como comprenderás, la estimación resulta bastante complicada, por lo que a menudo encontramos estimaciones de EROI en un rango determinado, variando según quien realice el cálculo. A continuación, exploraremos algunos valores para distintas tecnologías.
Tasa de Retorno Energético por fuente de energía
Tasa de Retorno Energético de los combustibles fósiles
El cálculo de la Tasa de Retorno Energético (EROI) por fuente de energía proporciona una visión esclarecedora sobre la eficiencia y sostenibilidad de distintas fuentes. Algunas fuentes importantes, como el petróleo y el gas, exhiben EROI relativamente altos, con una media mundial de alrededor de 20.
No obstante, se observa una disminución en la eficiencia en la producción de petróleo y gas a nivel global en los últimos años, indicando posibles desafíos futuros. De hecho, a principios del siglo XX el EROI del petróleo estaba entorno a 100.
El carbón, otro componente fundamental en la matriz energética, muestra variabilidad en su EROI según el país, con una media internacional de aproximadamente 46. Aunque en algunos lugares, como Estados Unidos y posiblemente Australia, el carbón mantiene valores relativamente altos, su eficiencia ha experimentado fluctuaciones a lo largo del tiempo.
En la siguiente imagen puede apreciase los valores de EROI para distintos combustibles fósiles junto con su incertidumbre. Lo datos se han obtenido de un reporte publicado en ScienceDirect con datos de distintos estudios de principios de siglo XXI.
Tasa de Retorno Energético de las energías renovables y la nuclear
En cuanto a la energía nuclear, ésta presenta un EROI medio de aproximadamente 14, según algunas fuentes. Alternativas a los combustibles fósiles, como las arenas bituminosas y las pizarras petrolíferas, exhiben EROI más bajos, con medias alrededor de 4 y 7 respectivamente, planteando desafíos adicionales en términos de eficiencia energética y sostenibilidad.
La producción de biometano y etanol a partir de biomasa presenta una amplia gama de EROI, con un promedio de alrededor de 5. Sin embargo, se observa que muchos valores están por debajo de la proporción mínima requerida para un uso socialmente útil.
En el contexto de las energías renovables la generación hidroeléctrica destaca alcanzando un EROI promedio notablemente alto, alrededor de 84 en algunos casos; aunque los estudios muestran bastante variabilidad en función del lugar.
La energía eólica también destaca con un EROI posiblemente tan alto como 20, consolidándose como una fuente eficiente en comparación con otras alternativas. La energía solar fotovoltaica y la geotérmica exhiben EROI medios de alrededor de 10 y 9 respectivamente, según algunas estimaciones.
Aunque las energías renovables a menudo generan electricidad de alta calidad, su fiabilidad y predictibilidad pueden resultar desafiantes. Además, los valores de EROI no siempre reflejan completamente los costos totales asociados con estas tecnologías.
