EROEI ( inglés energía devuelta sobre la energía invertida ), o EROI ( retorno de la energía sobre la inversión - la relación entre la energía recibida y la gastada, rentabilidad energética [1] ) en física , energía económica y ambiental - la relación entre la cantidad de energía utilizable (útil) energía recibida de una cierta fuente de energía (recurso), a la cantidad de energía gastada para obtener este recurso energético . [2] [3] Si para algún recurso la EROEI es menor o igual a uno, dicho recurso se convierte en un "absorbedor" de energía y ya no puede utilizarse como fuente primaria de energía.
Las fuentes de energía naturales o naturales generalmente no se tienen en cuenta al calcular la energía invertida (invertida). Solo se tienen en cuenta los costos de energía humana.
Por ejemplo, para los biocombustibles , no se tiene en cuenta la insolación , que proporciona la fotosíntesis , y la energía de fusión estelar de nucleidos fisionables no se tiene en cuenta al calcular la EROEI para la energía nuclear . La energía recibida se refiere únicamente a la energía útil y no a pérdidas como el calor .
Dado que la mayor parte de la energía necesaria para producir petróleo a partir de arenas bituminosas se obtiene quemando fracciones baratas separadas durante el proceso de enriquecimiento, existen dos formas de calcular la TRE del petróleo: teniendo en cuenta únicamente la contribución de energía externa (valor del coeficiente más alto) o tomando en cuenta todos los aportes energéticos, incluidos los generados a partir del petróleo producido (menor valor).
La EROEI y la ganancia neta de energía miden el mismo valor: la calidad del recurso energético , pero numéricamente mediante métodos diferentes. La ganancia neta de energía describe los valores absolutos, mientras que EROEI muestra la relación, es decir, la eficiencia del proceso. Están relacionados por una fórmula simple:
Energía Total Recibida / Energía Gastada = EROEIo
(Ganancia de energía neta / Costo de energía) = EROEI.
EROI (para EE. UU.) | Combustible |
---|---|
1.3 | biodiésel |
3.0 | Arenas bituminosas |
80.0 | Carbón |
1.3 | etanol de maíz |
5.0 | Etanol de la caña de azúcar |
100.0 | Energía hidroeléctrica (Hydro) |
35,0 | Importaciones de petróleo , 1990 |
18.0 | Importaciones de petróleo, 2005 |
12.0 | Importaciones de petróleo, 2007 |
8.0 | Búsqueda de campos petroleros |
20.0 | Producción de petróleo |
10.0 | Gas Natural , 2005 |
10.0 | Energía nuclear (con enriquecimiento por difusión) |
50,0 - 75,0 [4] | Energía nuclear (con enriquecimiento en centrífugas, reactores de neutrones rápidos o reactores de torio) |
30.0 | Petróleo y gas, 1970 |
14.5 | Petróleo y gas, 2005 |
34,0 [5] | Fotoelectricidad |
5.0 | Esquistos bituminosos ( aceite de kerógeno ) |
1.6 | Batería solar |
1.9 | Colector solar de placa plana |
18.0 | Viento |
35,0 | Producción mundial de petróleo |
Alto consumo de energía per cápitaconsiderado deseable porque está asociado con el alto nivel de vida proporcionado por las máquinas intensivas en energía. La sociedad tiende a explotar primero los recursos energéticos con la TRE más alta porque producen la mayor cantidad de energía con el menor esfuerzo. Tras el agotamiento de los recursos no renovables de alta calidad, en el futuro se utilizan recursos con valores de EROEI progresivamente más bajos.
Por ejemplo, cuando se descubrió petróleo por primera vez, en promedio un barril (barril) de petróleo era suficiente para encontrar, extraer y procesar 100 barriles de petróleo. Durante el siglo pasado, esta proporción ha disminuido gradualmente a tres barriles recibidos por barril gastado en los EE. UU. y alrededor de 10:1 en Arabia Saudita. [6] En 2006, la EROEI de la energía eólica en América del Norte y Europa fue de aproximadamente 20:1, [7] que contribuyó a la expansión de su uso.
Aunque muchas otras propiedades de un recurso energético son importantes (por ejemplo, el petróleo es rico en energía y transportable, y la energía eólica es cambiante), en cualquier caso, cuando la TRE de las principales fuentes de energía de la economía disminuye, se hace más difícil extraer energía, y su valor en relación con otros recursos y bienes aumenta. Por lo tanto, la EROEI es importante cuando se comparan alternativas energéticas. Dado que el coste de la energía para generar energía requiere esfuerzo productivo, a medida que disminuye la TRE, se absorbe una parte cada vez mayor de la economía en la obtención de la misma cantidad de energía limpia.
Desde la invención de la agricultura, las personas han utilizado cada vez más fuentes de energía exógena además de su fuerza muscular, principalmente recursos energéticos fácilmente disponibles (es decir, con una TRE alta), lo que corresponde al concepto de esclavos energéticos . Thomas Homer-Dixon [8] ha demostrado que el declive de la EROEI a finales del Imperio Romano fue uno de los factores detrás de su colapso en el siglo V d.C. mi. En The Upside of Down, sugirió que el análisis EROEI es la base para explicar el auge y la caída de las civilizaciones, y que es posible calcular la población en función de 2500-3000 calorías por persona por día. Daños ambientales ( deforestación , pérdida de fertilidad del suelo, en particular: sur de España, sur de Italia, Sicilia y especialmente en el norte de África), a partir del siglo II. norte. e., como la caída de EROEI, llevó al colapso del Imperio Romano. El mínimo llegó en 1084, cuando la población de Roma, que en su apogeo bajo Trajano era de 1,5 millones, se redujo a 15 mil personas. Esta misma teoría explica los ciclos de la civilización maya y el colapso de la civilización camboyana . Joseph Tainter [9] sugirió que la disminución de la EROEI es la causa principal del colapso de las sociedades complejas. La caída de la EROEI por el agotamiento de los recursos no renovables presenta un difícil desafío para las economías industriales.
Existen preocupaciones sobre el canibalismo energético (consumo de energía para la producción de energía), en el que el crecimiento energético podría verse limitado si se requiere la neutralidad climática. Esta restricción técnica se conoce como canibalismo energético y describe el efecto por el cual el rápido crecimiento en la producción total de energía o la eficiencia energética crea una demanda de energía que canibaliza la energía de las plantas de producción o energía existentes. [diez]
El reproductor solar resuelve algunos de estos problemas. Una fábrica solar es una instalación de fabricación de paneles fotovoltaicos que puede independizarse energéticamente utilizando la energía generada al usar estos paneles en su techo. Tal planta no solo es energéticamente independiente, sino también un importante proveedor de nueva energía. La investigación dentro de este concepto fue realizada por el Centro de Ingeniería Fotovoltaica de la Universidad de Nueva Gales del Sur, Australia. [11] [12] Los resultados del estudio establecen una cierta relación matemática para una planta solar, mostrando que la ganancia de energía será suficiente. [13] BP Solar planeó construir una planta de este tipo en Frederick, Maryland , EE . UU ., pero la idea no se llevó a cabo.