LAD00798_Refino_Petroleo_II_M3_T1

EMISIONES DE CO2 Y EFICIENCIA ENERGÉTICA
LA ENERGÍA. CONCEPTOS. SITUACIÓN PRESENTE.
SITUACIÓN FUTURA

CURSO DE INGENIERÍA Y NEGOCIO DEL Emisiones REFINO de Co2 DE y PETRÓLEO. eficiencia energética PARTE IIP.
Módulo 1
EL CRUDO DE PETROLEO
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
INDICE
INDICE ........................................................................................................................................................................... 3
1. ENERGÍA Y TIPOS DE ENERGÍA ............................................................................................................................ 4
1.1 Energía primaria y secundaria ............................................................................................................................... 4
1.2 Fuentes de energías reversibles e irreversibles .................................................................................................... 5
1.3 Energía como recurso natural ............................................................................................................................... 6
1.4 Las unidades de la energía. ................................................................................................................................ 17
2. LA SITUACIÓN ACTUAL DE LAS FUENTES PRIMARIAS DE ENERGÍA. .......................................................... 20
2.1 Consumos de energía primaria en el mundo. ...................................................................................................... 20
2.2 Petróleo. .............................................................................................................................................................. 26
2.3 Gas Natural. ........................................................................................................................................................ 31
2.4 Carbón ................................................................................................................................................................. 38
2.5 Energía Nuclear. .................................................................................................................................................. 42
2.6 Energía hidroeléctrica. ......................................................................................................................................... 44
2.7 Otras energía renovables: eólica, geotérmica, solar, biomasa y residuos. ......................................................... 46
3. PREVISIÓN. LA EVOLUCIÓN DE LA SITUACIÓN ENERGÉTICA PROBABLE EN LOS PRÓXIMOS AÑOS. LA
ENERGÍA EN 2040...................................................................................................................................................... 49
3.1 Cuadro-resumen .................................................................................................................................................. 49
3.2 Tendencias generales ......................................................................................................................................... 51
3.3 Crecimiento del consumo energético y aumento de las emisiones de CO 2 ........................................................ 54
3.4 Variaciones de la demanda de petróleo .............................................................................................................. 55
3.5 Energía para el transporte ................................................................................................................................... 57
3.6 Aumento del consumo de biocombustibles ......................................................................................................... 59
3.7 Gas, energía eléctrica y carbón ........................................................................................................................... 59
3.8 El gas no convencional ........................................................................................................................................ 60
3.9 Energía eléctrica .................................................................................................................................................. 60
3.10 Las tendencias futuras globales ........................................................................................................................ 61
3.11 Las claves de la energía .................................................................................................................................... 61
3.12 Comparativa ...................................................................................................................................................... 63
4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................................................... 64
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
1. ENERGÍA Y TIPOS DE ENERGÍA
1.1 Energía primaria y secundaria
Energía es una magnitud física conservativa que expresa la capacidad de un sistema para
producir trabajo y calor.
Una fuente de energía es un recurso natural, así como la tecnología asociada para explotarla y
hacer un uso industrial y económico del mismo. La energía en sí misma nunca es un bien para
el consumo final sino un bien intermedio para satisfacer otras necesidades en la producción de
bienes y servicios. Al ser un bien escaso, la energía es fuente de conflictos para conseguir el
control de los recursos energéticos.
Energía primaria es la que se obtiene de la naturaleza y no se ha sometido a ningún proceso
de transformación. Son energías primarias la solar, la nuclear, la liberada por la combustión de
combustibles fósiles, la eólica y la geotérmica.
Entre las fuentes de energía primaria habitualmente se distinguen las renovables
(hidroeléctrica, eólica, solar y biomasa) de las no renovables (carbón, gas, uranio y petróleo).
Si no se utiliza directamente tiene que ser transformada en una energía secundaria.
Por ejemplo, a partir de un combustible o del viento se obtiene energía eléctrica que es un
ejemplo de energía secundaria. Otro ejemplo de energía secundaria o intermedia son los
combustibles derivados del petróleo (gasolina, gasoil, queroseno etc.) La energía final es la
energía refinada y apta para ser consumida en todas las aplicaciones que demanda la
sociedad.
La energía final es la energía suministrada al consumidor. Para ello la energía tiene que ser
convertida en energía útil, es decir es la energía que llega finalmente al consumidor y de cuyo
consumo se tienen datos a través de los contadores o suministradores y disponibles en el
mercado en forma de combustible, calor y electricidad.
En todo este proceso se producen gastos por operación de plantas, transporte, pérdidas,
accidentes, etc. Por lo tanto, la cantidad de energía primaria que entra en el sistema, será
siempre superior a la finalmente consumida. Además, tenemos que tener en cuenta que
durante el proceso se producen impactos ambientales y contaminación que debe ser tratada y
eliminada con equipos humanos y técnicos, cuyo coste se debería contabilizar como una
partida más imputable al coste de la energía primaria que un país debe pagar.
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Las energías primarias renovables, naturalmente, no tienen esta repercusión negativa en
cuanto a costes añadidos.
Resumen General:
• Energías Primarias
o
Energías Renovables
• Hidroeléctrica
• Eólica
• Solar
• Biomasa
o
Energías No Renovables
• Petróleo
• Gas
• Carbón
• Nuclear
• Energías Secundarias
o
o
Energía Eléctrica, a partir de combustibles, viento, agua, etc…
Energía de Combustibles, a partir de gasolinas, diésel, queroseno, etc…
1.2 Fuentes de energías reversibles e irreversibles
Es frecuente clasificar las fuentes de energía según incluyan o no el uso irreversible o no de
ciertas materias primas. Según este criterio se habla de dos grupos de fuentes de energía:
renovables y no renovables.
Las energías renovables se caracterizan porque en sus procesos de transformación y
aprovechamiento en energía útil no se consumen ni se agotan en una escala humana. Entre
estas fuentes de energías están: la hidráulica, la solar, la eólica y la de los océanos. Además,
dependiendo de su forma de explotación, también pueden ser catalogadas como renovables la
energía proveniente de la biomasa y la energía geotérmica.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Las energías renovables suelen clasificarse en convencionales y no convencionales, según sea
el grado de desarrollo de las tecnologías para su aprovechamiento y la penetración en los
mercados energéticos que presenten. Dentro de las convencionales, la más difundida es la
hidráulica a gran escala.
Como energías renovables no convencionales (ERNC) se consideran la eólica, la solar, la
geotérmica y la de los océanos. Además, existe una amplia gama de procesos de
aprovechamiento de la energía de la biomasa que pueden ser catalogados como ERNC. De
igual manera, el aprovechamiento de la energía hidráulica en pequeñas escalas se suele
clasificar en esta categoría. Al ser autóctonas y, dependiendo de su forma de aprovechamiento,
generar impactos ambientales significativamente inferiores que las fuentes convencionales de
energía, las ERNC pueden contribuir a los objetivos de seguridad de suministro y sostenibilidad
ambiental de las políticas energéticas.
La magnitud de dicha contribución y la viabilidad económica de su implantación, depende de
las particularidades en cada país de elementos tales como el potencial explotable de los
recursos renovables, su localización geográfica y las características de los mercados
energéticos en los cuales competirían.
1.3 Energía como recurso natural
Como ya se ha dicho, es común clasificar las fuentes de energía según incluyan el uso
irreversible o no ciertas materias primas, como combustibles o minerales radioactivos. Según
este criterio se habla de dos grandes grupos de fuentes de energía explotables
tecnológicamente: energías renovables y energías no renovables.
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
1.3.1. Energías renovables
Biomasa
Es la materia orgánica generada en un proceso biológico, espontáneo o provocado, que se
puede emplear como fuente directa o indirecta de energía.
Generalmente su contenido energético se expresa en unidades que indican el peso seco o el
contenido clórico por unidad de superficie o de volumen.
Es el tipo de energía que la humanidad ha utilizado desde tiempos remotos junto con la del sol
y la fuerza muscular.
La biomasa, al quemarse, produce dióxido de carbono pero como éste había sido captado
previamente por las plantas durante su crecimiento, el balance total de dióxido de carbono en
la atmósfera a escala temporal reducida no supone incremento alguno. Por el contrario, el
dióxido de carbono emitido al quemar combustibles fósiles sí produce aumento del mismo en la
atmósfera, lo que contribuye a acentuar el efecto invernadero ya que hasta ese momento
estaba fuera de la circulación atmosférica.
Desde el punto de vista energético la madera ha sido tradicionalmente la principal fuente de
biomasa, aunque su disponibilidad depende de los recursos forestales de cada región.
Se utilizan principalmente los residuos forestales procedentes de las labores de limpieza de los
bosques previo tratamiento de secado y densificación para obtener astillas, briquetas o pellets
con los que alimentar las calderas.
Los residuos de biomasa tienen generalmente un fuerte componente contaminante con es el
caso de los residuos ganaderos que pueden utilizarse directamente o previamente tratados en
digestores para producir biogás.
La situación es parecida con el empleo de residuos sólidos urbanos que pueden quemarse
directamente en calderas especiales que minimicen la emisión de dioxinas o someterse a
fermentación anaeróbica en digestores que produce biogás.
También es posible obtener biogás de los vertederos existentes.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
También se está investigando el desarrollo de cultivos energéticos como la “Cynara
cardunculus” o cardo comestible.
Actualmente se están desarrollando y produciendo biocombustibles.
El etanol, obtenido por fermentación de remolacha, maíz, cebada o trigo, está viendo
aumentada su producción, si bien plante al problema de utilizar plantas útiles para la
alimentación.
El biodiesel se obtiene a partir del aceite de diferentes plantas, si bien aún con muy escaso
rendimiento por unidad de superficie cultivada.
Se obtiene por procesos industriales de esterificación o transesterificación, con catalizados
básicos o ácidos.
El biodiésel puede mezclarse con gasóleo procedente del refino del petróleo en diferentes
cantidades. Se utilizan notaciones abreviadas según el porcentaje por volumen de biodiésel en
la mezcla: B100 en caso de utilizar sólo biodiésel, u otras notaciones como B5, B15, B30 o
B50, donde el número indica el porcentaje por volumen de biodiésel en la mezcla.
De las plantas utilizadas normalmente en la producción de biodiesel la más rentable es la
palma, con una producción de 4700 litros por hectárea cultivada. Del girasol se obtienen 767
litros y de la colza 922.
Se está investigando la obtención de biodiesel a partir de algas, con un rendimiento estimado
de unos 3000 litros por hectárea cultivada en piscinas.
La producción mundial de biodiesel en el año 2012 ha sido del orden de 24 millones de
toneladas.
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Energía eólica.
En el año 2003 la potencia instalada en aerogeneradores era de 30000 MW. En 2010 se
alcanzaron los 150000 MW.
La potencia instalada prevista en 2020 será 1260000 MW.
El viento es una manifestación más de la energía solar que al calentar más en las zonas
próximas al ecuador origina un movimiento ascendente del aire hacia los límites de la
troposfera, desde donde se desplaza hacia los polos, volviendo a descender en ambos
hemisferios hacia los 30º de latitud.
Las corrientes de aire que se pueden convertir en energía útil circulan por debajo de los 300 m.
Su circulación depende de la topografía del terreno, la rugosidad y los obstáculos.
Después de varios ensayos el mercado se ha decantado por el aerogenerador con rotor tripala
de eje horizontal a barlovento de la torre tubular. Regulación por pérdida de carga o cambio de
paso y sistema activo de orientación al viento mediante servomotores.
El reto actual de los aerogeneradores en su instalación en el mar, donde vientos más estables
y más fuertes permitirán obtener una producción un 40% superior a la que darían los mismos
equipos en tierra firme.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Energía hidráulica
Se denomina energía hidráulica, energía hídrica o hidroenergía, a aquella que se obtiene del
aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente del agua, saltos de agua o
mareas.
Se considera “energía verde” cuando utiliza la fuerza hídrica sin represarla y su impacto
ambiental es mínimo. En caso contrario se considera energía renovable.
Su utilización más significativa es la producción de energía eléctrica en centrales
hidroeléctricas, con presas cuya construcción supone un importante impacto ambiental
Existen las centrales hidroeléctricas de bombeo que en las horas punta de consumo eléctrico
producen electricidad y en las valle aprovechan parte de la energía eléctrica producida para
bombear de nuevo el agua al embalse situado en una cota más alta, para turbinar de nuevo en
las horas punta.
Para aprovechar la energía cinética del flujo y reflujo de las mareas debidas a la fuerza
gravitacional de la tierra y la luna, se instalan centrales mareomotrices flotantes, que están
formadas por un conjunto de ruedas hidráulicas, hélices o turbinas hidráulicas de baja presión
montadas sobre una plataforma flotando y anclada.
Para producir energía eléctrica mareomotriz a mayor escala hay que construir presas que
almacenan el agua en el embalse que se crea entre la presa y la orilla. Tanto en la marea
ascendente como en la descendente, se obliga a que el agua pase por una zona relativamente
estrecha en la que se colocan las turbinas.
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Para que estas centrales sean rentables, es necesario que la diferencia entre mareas sea
como mínimo 5 metros. El potencial energético es muy elevado. Presentan dos inconvenientes
principales: el elevado coste de construcción y el impacto ambiental.
Energía solar
La energía solar es la energía radiante producida en el sol como resultado de la
descomposición de elementos pesados en otros más ligeros con emisión de partículas rápidas
que contienen una gran cantidad de energía, y llega ala Tierra a través del espacio en cuantos
de energía llamados fotones, que interactúan con la atmósfera y la superficie terrestres.
El valor de su intensidad en el borde de la atmósfera se conoce como constante solar.
La intensidad disponible en la superficie terrestre es menor que la constante solar debido a la
absorción y dispersión producidas por la atmósfera, y se puede calcular para cualquier punto
de ella. Se utiliza para generar electricidad mediante células fotovoltaicas o para usos térmicos
después de captarla con colectores solares.
Energía fotovoltaica
El efecto fotovoltaico consiste en que los fotones de la luz solar bombean electrones de un
semiconductor desde el nivel menos energético llamado banda de valencia hasta otros niveles
más energéticos llamados banda de conducción.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Una vez en ella los electrones son extraídos mediante un contacto selectivo que sólo extrae
electrones de esta banda de energía y gastan su energía en realizar un trabajo útil como mover
un motor o encender una lámpara.
Estos electrones ya menos energéticos son devueltos a la banda de valencia mediante otro
contacto selectivo.
Conseguir que los electrones más energéticos sean extraídos del semiconductor no es fácil. Su
tendencia natural es volver a la banda de valencia perdiendo la energía en forma de calor. Por
eso los semiconductores utilizados deben ser de gran pureza lo que hace que las células
solares que son los elementos que realizan el efecto fotovoltaico, sean caros. La electricidad
obtenida por el efecto fotovoltaico cuesta de 7 a 10 veces más que la convencional. No
obstante, se espera un gran futuro para la energía fotovoltaica pero primero es necesario un
desarrollo investigador y científico importante.
Energía termosolar
Consiste en la conversión de la radiación solar en energía térmica y luego eléctrica.
El principio de conversión termosolar se basa en la transformación termodinámica, a un nivel
térmico determinado, de la energía solar concentrada hasta una intensidad de radiación dada
(la radiación directa incidente es del orden de 1 kW/m2 y se concentra hasta el orden de
MW/m2).
Los sistemas de conversión se componen de tres subsistemas:
• Colector, que concentra la radiación hasta niveles óptimos
• Receptor, donde la radiación concentrada se convierte en energía térmica
• Potencia, donde la energía térmica se convierte en eléctrica.
Los subsistemas colector y receptor se configuran en una amplia variedad de diseños. Los
colectores pueden diferenciarse por:
• Geometría: planos, parabólicos, esféricos etc.
• Materiales reflectantes: espejos plateados sobre vidrio, aluminio, plastificados
• Sistemas refractivos; Fresnel, líquidos etc.
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
• mecanismos de seguimiento solar: uno o dos ejes.
También existe una amplia variedad de diseños en cuanto a los receptores:
• tipos diferentes: cavidad, exteriores, volumétricos
• fluidos caloportadores: agua, vapor, aire, sales fundidas, gases.
• Además en el receptor la energía solar es transmitida en forma de energía térmica a
un fluido, siendo transformada directamente o a través de un sistema de
almacenamiento energético (aceite, sales eutécticas) en un ciclo termodinámico
adaptado al salto y niveles térmicos de los focos caliente y frío en energía
electromecánica.
Los ciclos más utilizados son los de gases o aire (Brayton, Stirling) o los de agua (Rankine).
Energía solar térmica
La tierra recibe continuamente 1.7*1014 kW de radiación. Aprovechando la radiación que incide
sobre el 1% de la superficie terrestre, con un rendimiento del 10%, se dispondría de energía
para abastecer a 10000 millones de personas.
Los problemas técnicos y económicos hacen que es posibilidad sea hoy una utopía.
Pero ya se está aprovechando la conversión térmica para obtener el agua caliente sanitaria de
una vivienda y en un futuro, utilizando tubos de vacío, se podrá abastecer a las necesidades de
calefacción de viviendas.
Energía geotérmica
La geotermia tiene su origen en la desintegración de elementos radiactivos, lo que genera
grandes cantidades de calor, calor que se transfiere a la superficie por multitud de mecanismos
como difusión, movimientos de convección del magma y circulación de aguas profundas.
En general es una energía de densidad muy débil, pero en determinadas zonas de la corteza
terrestre, los llamados campos geotérmicos, el calor se ha concentro a profundidades
económicamente accesibles y cuya presencia va, en general, acompañada de manifestaciones
de actividad térmica como los géiseres y las fumarolas.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Para que exista un campo geotérmico se requiere un almacén o un acuifero de agua circulante
que esté situado entre 300 m y 2000 m de profundidad y una fuente de calor magmático a no
más de 10 km de profundidad.
El campo geotérmico se explota de una manera parecida a un pozo petrolífero: se realiza la
perforación correspondiente y el agua de alta entalpía y alta presión sale a la superficie
vaporizándose instantáneamente, con lo que para genera energía eléctrica basta con
expansionarlo en una turbina.
En los campos de rocas clientes secas el calor se extrae inyectando agua, que se calienta en
contacto con las rocas.
El agua de los acuíferos de baja y media entalpía se utiliza para calentar edificios, para uso
agrícola y como fuente de calor en procesos industriales.
Actualmente más de 20 países generan parte de su electricidad con sus acuiferos geotérmicos.
La potencia instalada en el mundo es del orden de 8000 MW.
1.3.2. Energías no renovables.
Carbón
El carbón es una roca sedimentaria combustible originada por la acumulación, enterramiento y
transformación con enriquecimiento en carbono de restos de origen vegetal. Las principales
acumulaciones provienen del período Carbonífero de la Era Primaria. Es de color pardo a
negro, aspecto mate, ligero y de escasa dureza.
Su composición y propiedades dependen de los materiales orgánicos e inorgánicos
depositados y de las condiciones físicoquímicas en que se produce la transformación.
Atendiendo básicamente a su contenido en materias volátiles los carbones se clasifican en
hulla, antracita, lignito, turba.
Sus yacimientos se encuentran muy repartidos por la corteza terrestre. Su uso intensivo como
combustible está relacionado con la invención de la máquina de vapor.
Actualmente la mayor parte se consume en el funcionamiento de las centrales eléctricas.
En el futuro tendrá otras aplicaciones como la destilación o hidrogenación que transforman el
carbón en líquidos y gases útiles para el desarrollo sostenible.
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Petróleo
El petróleo es una mezcla compleja natural constituida por hidrocarburos con cantidades
normalmente pequeñas de azufre, nitrógeno y oxígeno, así como otras menores de vanadio y
níquel.
Se encuentra en depósitos subterráneos de la corteza superior de la tierra, a gran presión,
impregnando rocas permeables y porosas.
Se puede refinar obteniendo una gran cantidad de productos como gases licuados, gasolina,
keroseno, gasoil, fuel oil, lubricantes, ceras, plásticos, polímeros etc.
El desarrollo económico requiere la disponibilidad de energía en condiciones adecuadas de
calidad, cantidad y precio.
A principios del siglo XX el carbón era la fuente de energía predominante representando en
1900 el 70% del consumo mundial de energía primaria mientras que los hidrocarburos apenas
llegaban al 4%. El resto provenía de energías renovables.
A lo largo del siglo XX se produjo un extraordinario progreso tecnológico en el sector de los
hidrocarburos que afectó tanto a la exploración y producción de petróleo y gas como a su
transformación en energías finales.
Ello condujo a un incremento de su aportación al consumo global de energía que pasó a finales
de siglo a ser del 39% en el caso del petróleo y 24% en el gas natural.
Los hitos más relevantes del progreso tecnológico en la utilización de hidrocarburos han sido:
• Geofísica sísmica.
• Técnicas de perforación.
• Las técnicas de recuperación de crudo.
• La tecnología de craqueo, bien catalítico (FCC) que permite aumentar la producción
de gasolinas bien hidrocraqueo (MHC) con lo que se obtiene mayor cantidad de
gasóleos sin azufre.
Con todo ello, las reservas recuperables de petróleo y gas han aumentado a pesar del
importante incremento de consumo. En torno a 1960 el petróleo recuperable duraría 30 años al
ritmo de consumo de entonces. El gas duraría menos de 50 años.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
A finales de siglo las reservas de petróleo equivalen a más de 40 años de consumo y las de
gas a más de 60 años.
Actualmente, las técnicas de fractura hidráulica que permiten obtener reservas no
convencionales, están revolucionando la cuantificación de las reservas de ambas fuentes de
energía primaria.
Gas natural
Es una mezcla de hidrocarburos gaseosos formada n rocas sedimentarias en yacimiento seco
o conjuntamente con crudo de petróleo.
Está constituido principalmente por metano (86% de media), gases licuados de petróleo,
nitrógeno y gas carbónico.
Por su gran poder calorífico y la casi total ausencia de contaminantes crece continuamente su
empleo en la generación de energía eléctrica y en la industria así como en consumos
domésticos.
La producción bruta mundial es superior a tres mil gigametros cúbicos por año.
Las reservas se concentran en la antigua Unión Soviética y Oriente Medio.
Hay también yacimientos en el Pacífico, África, América y Europa.
Actualmente, las técnicas de fractura hidráulica que permiten obtener reservas no
convencionales, están revolucionando la cuantificación de las reservas de esta fuente de
energía primaria.
Energía nuclear
La energía nuclear es la liberada por las reacciones o transiciones nucleares.
Es erróneo llamarla “energía atómica”, nombre que se impuso antes de 1950 cuando aún se
desconocía la existencia de núcleos atómicos. Ha sido desplazado por el nombre correcto:
“Energía nuclear”.
A pesar de ello aún mantienen el adjetivo “atómico” varios organismos oficiales: OIEA
(Organismo Internacional de Energía Atómica), Euratom (Comunidad europea de la energía
atómica).
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Actualmente hay en el mundo del orden de 440 reactores, produciendo el 17% de la energía
eléctrica total.
Desde el primer reactor nuclear inaugurado en Estados Unidos el 26 de mayo de 1958, la
tecnología ha ido evolucionando mejorando notablemente su seguridad y rentabilidad.
Esa evolución se mide por “Generaciones”: Los de Generación I fueron los primeros de los
años 50-60. Buena parte de los que actualmente están en operación, construidos en los años
70-89, son de la Generación II. La Generación III corresponde a los de los años 90-2000,
estando ya alguno en operación.
Los reactores más evolucionados disponibles a corto plazo son los de la Generación III+.
Finalmente se están ya desarrollando los de la Generación IV, que estarán disponibles entre
2020 y 2030, con menores costes, mejoras de seguridad, residuos mínimos y con resistencia a
la proliferación de materiales nucleares.
1.4 Las unidades de la energía.
Con el fin de poder establecer comparaciones, todos los tipos de energía deben ser
expresados en la misma unidad.
Habitualmente se utiliza la “Tonelada equivalente de petróleo (tep o toe)” o el “Megavatiohora”.
También se utiliza el “GigaJulio”.
Las equivalencias entre unidades es:
• 1 tep (o toe) = 41855 GJ = 11628 Mwh.
• 1 tep ( o toe) = 10 7 Kcal = 10000 termias
Como dato aproximado y para cálculos rápidos se puede tomar:
• 1 tep ( o toe) = 1000 m3 de gas = 7.33 barriles de petróleo.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Ejemplo: en la Tabla siguiente se ve la evolución de consumo de energía final en España del
1995 a 2016, expresados como Toneladas Equivalentes de Petróleo.
Fuente: EU Energy In Figures. Statistical Pocketbook 2018. Spain.
Los factores utilizados para convertir los distintos tipos de energía en Toneladas Equivalentes
de Petróleo son:
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
2. LA SITUACIÓN ACTUAL DE LAS FUENTES PRIMARIAS DE
ENERGÍA.
Para poder predecir cómo va a ser el consumo energético de los próximos años y considerar
cuáles pueden ser los mecanismos más importantes de ahorro de energía, es básico conocer
la situación actual de los consumos de energía primaria.
2.1 Consumos de energía primaria en el mundo.
La energía primaria está formada básicamente por el consumo de petróleo, gas natural,
carbón, nuclear e hidráulica.
A continuación, se muestran los datos publicados de dos fuentes internacionales importantes,
el objeto es conocer un par de ejemplos de las diferentes formas de representar los datos y las
variaciones en sus valores por los diferentes criterios, escenarios y consideraciones, propios de
cada fuente, por tanto, para tener una visión global acertada es preciso analizar diferentes
fuentes, tales como Organismos, Compañías Petroleras , Agrupaciones: …IAE, US EIA, OPEC,
EU, BP, EXXON Mobil, AOP, Cores, etc…
Consumo consolidado, según Comisión Europea (EU) Datos publicados en 2018.
Los datos estadísticos que se indican más abajo corresponden a consumos brutos de energía
primaria (gross inland consumption), datos contrastados y consolidados de 1995-2016 y están
expresados en millones de toneladas equivalentes de petróleo (Mtep o Mtoe).Por grandes
zonas geográficas el consumo de energía primaria.
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Fuente: EU Energy In Figures. Statistical Pocketbook 2018.
Nota:
OCDE -Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos. El Centro de la OCDE está en
México para América Latina.
La evolución del consumo bruto mundial con el tiempo de energía primaria en 1995 fue de
9226 Mtoe, en el año 2005 11495 Mtoe y en el 2016 13761 Mtoe.
Por naciones destacan dos: EEUU y China, seguidos de lejos por otros países como Japón e
India.
La participación en % para el año 2016, con un total 13761 Mtoe fue:
Fuente: EU Energy In Figures. Statistical Pocketbook 2018.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Nota: El consumo interior bruto de energía, (gross inland energy consumption) a veces abreviado como
consumo interior bruto (gross inland consumption), es la demanda total de energía de un país o región.
Representa la cantidad de energía necesaria para satisfacer el consumo interno de la entidad geográfica
considerada
Consumo, según British Petroleum (BP). Datos publicados en 2018.
A continuación se muestra la evolución 1992-2017 de los globales de Consumo de Energía
Primaria por Tipo de Fuente a nivel Mundial en Mtoe,
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018.
El consumo mundial de energía primaria creció un 2,2% en 2017, frente al 1,2% de 2016 y el
más alto desde 2013. El crecimiento fue inferior a la media en Asia Pacífico y Oriente Medio y
S. & Cent. América, pero por encima de la media en otras regiones. Todos los combustibles
excepto el carbón y la hidroelectricidad crecieron a tasas superiores a la media. El gas natural
proporcionó la mayor cantidad de incremento del consumo de energía en 83 millones de
toneladas equivalentes de petróleo (Mtoe), seguido de la energía renovable (69 Mtoe) y el
petróleo (65 Mtoe).
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
En la siguiente Tabla se presenta la evolución del Consumo de Energía Primaria por Regiones
y Países de 2007 a 2017, en Mtoe.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
A continuación el Consumo de Energía Primaria por Región y Tipo de Fuente, en porcentaje,
en 2017.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018.
Asia es el principal consumidor regional de petróleo, carbón, energía renovable e
hidroelectricidad, mientras que América del Norte es líder en energía nuclear y gas natural.
Asia domina el consumo mundial de carbón, que representa casi las tres cuartas partes del
consumo mundial (74,5%). La participación de Asia en el mercado del carbón ha crecido
constantemente desde 1965, año en el que se creó el 17% del consumo de carbón. Alcanzó la
marca del 50% en 2001.
En la siguiente tabla se muestra el Consumo de Energía Primaria por País y Tipo de Fuente,
2016-2017, en Mtoe.
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
2.2 Petróleo.
El refino de petróleo y por tanto su utilización como fuente primaria de energía, ha
evolucionado mucho desde los años 60 hasta la actualidad.
La evolución ha venido impuesta por dos razones: el cambio de la estructura de la demanda y
el cambio de las calidades exigidas a los combustibles.
En las figuras siguientes se observa la evolución 1992-2017 de la Producción y el Consumo de
petróleo por Región, en Mtoe.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018.
La producción mundial de petróleo aumentó sólo 0,6 millones de b/d en 2017, por segundo año
consecutivo, por debajo del promedio. La producción cayó en Oriente Medio (-250.000 b/d) y
en Centro & Sur América (-240.000 Kb/d), pero esto fue compensado por el crecimiento de
América del Norte (820.000 b/d) y África (390.000 b/d).
El crecimiento del consumo mundial de petróleo creció en promedio 1.7 millones de b/d, por
encima de la media en los últimos 10 años de 1.1 millones de b/d, por tercer año consecutivo.
China (500.000 b/d) y los EE.UU. (190.000 b/d) fueron los países que más contribuyeron al
crecimiento.
26

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
En las tablas siguientes se presenta la evolución 2007-2017 de la Producción en millones de
toneladas y del Consumo por Paises en Mtoe.
27

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018.
En la siguiente Tabla se muestra la evolución 2007-2017, de los Tipos de Productos por
Regiones.
28

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018.
29

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
La evolución de la estructura de la demanda en los últimos 10 años, ha producido un aumento
constante de la demanda de combustibles de automoción o ligeros (Light Distillates): gasolina y
gasóleo y una disminución del consumo de combustibles industriales o pesados (Fuel Oil)
como el gasóleo pesado y el fuel oil.
O sea, que la utilización del petróleo se está dirigiendo hacia el sector del transporte. Es lo
normal porque para otros procesos como la producción de energía eléctrica, se pueden utilizar
otras fuentes de energía primaria como carbón o nuclear. Pero para el transporte en el estado
actual de la tecnología, el petróleo no tiene alternativa.
En cuanto a la evolución de las exigencias de calidad de los combustibles ha venido impuesta
por las exigencias de los fabricantes de automóviles que para producir vehículos con menor
consumo necesitaban una mayor relación de compresión lo que a su vez exige un mayor Índice
de Octano en la gasolina.
Por otra parte, en muchos países ha sucedido un proceso importante de dieselización del
parque automovilístico, lo que lleva a necesitarse más destilados medios cada vez. En
cualquier caso, las nuevas tendencias favorecen de nuevo la producción de gasolinas por
consideraciones y requisitos medioambientales.
En la Tabla siguiente se observa la evolución de las Exigencias de Calidad más importantes en
los Combustibles.
1990 Actualidad
Gasolina
RON 89-94 95-98
MON 80-84 85-88
Benceno, % vol) 3-5 1
Aromáticos (% vol) 30-50 35
Olefinas (% vol) 10-20 18
30

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Azufre (ppm) 300-500 10
Gasoil
Azufre, ppm 2000-5000 10
Índice de Cetano 45-50 51 mínimo
Aromáticos (%vol) 25-35 8 máximo
Fueloil/Gasóleo C
Azufre, % peso 3 0.1
Nitrógeno (%) 0.5-0,7 0.3-0.5
De ese hecho se deduce la explicación de las tres grandes etapas que ha pasado el
aprovechamiento del petróleo como fuente de energía:
• Entre 1950 y 1970, se efectuaba una destilación simple, lo que llevaba a que
aproximadamente la mitad del crudo se convirtiera en fuel oil.
• Entre 1980 y 1990 se pasa a un proceso de conversión media, destilando a vacío el
residuo de destilación atmosférica y craqueando el gasoil de la unidad de vacío en
una planta de FCC para conseguir básicamente mayor cantidad de gasolina. En
definitiva, se convierte fuel oil en gasolina y gasoil.
• Finalmente a partir del año 2000 se ha iniciado la transformación de las refinerías
hacia procesos de conversión total unidos a la eliminación prácticamente total del
azufre y al aumento relativo de la producción de gasóleos. Se están implantando
unidades de MHC.
2.3 Gas Natural.
El gas natural es básicamente metano. Tiene un elevado contenido energético y produce pocas
emisiones.
31

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
En la naturaleza se puede presentar de dos maneras: como fase gas unida a petróleo líquido y
como fase gas no asociada a petróleo líquido.
Se denomina gas natural rico o húmedo si contiene una cantidad significativa de líquidos. En
caso contrario se llama pobre o seco.
Los productores separan el agua y los hidrocarburos licuables para prepararlo para la venta.
En el gas natural, además de metano pueden estar presentes otros hidrocarburos como etano,
propano, butano y pentano. Se pueden separar y vender separadamente.
El gas seco puede ser enviado por tuberías a los clientes o bien se puede enfriar hasta que
condensa y transportarlo en camiones o barcos. En este estado se llama Gas Natural Licudo
(GNL ó LNG).
Actualmente el mercado del gas natural está en cambio constante debido a varios factores
relacionados con la oferta y la demanda.
• El desarrollo tecnológico como la fractura hidráulica y la perforación direccional
permite extraer gas natural no convencional así como el de las formaciones ocluidas
entre pizarras.
El aumento de oferta puede llevar a una moderación en los precios.
• Debido a los beneficios medioambientales del gas, la demanda está aumentando ya
que muchas plantas de producción de energía eléctrica están cambiando el fuel oil o
el carbón por gas natural. Además el gas natural permite cambiar la carga de la
central, debido a que se produzca por ejemplo más energía eólica un día que haya
viento, con más facilidad que con otros combustibles.
32

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
• La expansión continua de gasoductos facilita el consumo, garantiza el suministro y
atempera las oscilaciones de los precios.
Las variaciones del tiempo meteorológico que influyen mucho en el consumo de combustible,
se atienden mejor con gas natural.
Gas natural convencional y no convencional.
El gas natural es un combustible fósil. Tradicionalmente se ha encontrado en pozos
subterráneos y frecuentemente se encuentran juntos gas natural y petróleo. Los factores de
mayor influencia en la formación de gas o petróleo son la temperatura y al profundidad.
Generalmente a profundidades entre 1000 y 3000 m se encuentra petróleo. A mayores
profundidades y mayores temperaturas se encuentra gas natural.
Los yacimientos de gas natural se denominan convencionales o no convencionales.
En la imagen se puede ver un esquema las diferentes formaciones geológicas en que puede
encontrarse una cuenca petrolífera.
• Gas natural convencional: ha abastecido al mercado durante más de 100 años. Se
encuentra en una cuenca formada por rocas porosas y permeables, en cuyos poros se
aloja el gas natural.
Los pozos de gas natural convencional se han encontrado tanto en tierra firme como en el mar.
33

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Se extrae el gas perforando un pozo vertical de mayor o menor profundidad.
• Gas natural no convencional:
El avance en las técnicas de perforación a partir de 1990 ha permitido acceder y extraer gas
natural de cuencas que anteriormente eran inaccesibles.
La perforación direccional y la perforación horizontal permiten acceder a varias cuencas desde
el mismo pozo, lo que abarata los costes de producción
Se accede así a bolsas de gas que están dentro de pizarras, arenas compactas o carbón, que
antes no se podía perforar.
La extracción de gas situado en pizarras, necesita una técnica especial llamada fractura
hidráulica. Se fractura la roca siguiendo el eje horizontal mediante explosiones y agua a
presión.
34

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
A continuación se muestra la evolución de 1992-2017 de la Producción y Consumo de Gas
Natural, en billones de metros cúbicos.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
La producción mundial de gas natural aumentó en 131.000 millones de metros cúbicos (bcm),
es decir, un 4%, casi el doble de la tasa media de crecimiento de 10 años del 2,2%.
El crecimiento de Rusia fue el mayor con diferencia a 46 bcm, seguido por Irán a 21 bcm, y
Australia a 17 bcm.
El consumo de gas aumentó en 96 bcm, o 3%, el crecimiento más rápido desde 2010. El
crecimiento fue impulsado por China (31 bcm, o 15,1%), Oriente Medio (28 bcm) y Europa (26
bcm). El consumo en los EE.UU. cayó un 1,2%, es decir, 11 bcm.
35

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
En la tabla siguiente la evolución 2007-2017, de la Producción de GN por Paises, en Mtoe.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
36

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
A continuación, la evolución 2007-2017, del Consumo e GN por Paises, en Mtoe.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
37

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
2.4 Carbón
El carbón es el combustible fósil que primero empezó a utilizarse. En el siglo XV en Lieja se
explotaba una mina de carbón con destino a su industria siderúrgica.
En 1765 con la construcción de la primera máquina de vapor, Watt consiguió convertir la
energía térmica del carbón en energía mecánica.
La máquina de vapor se aplicó a todo tipo de industrias y de transporte. Fue el inicio de la
revolución industrial.
Desde entonces ha evolucionado tanto la extracción del carbón o minería como las técnicas y
procesos de lavado de carbón para separarlo de los materiales no combustibles.
Actualmente se está imponiendo el llamado “uso limpio del carbón” que consiste básicamente
en una serie de tecnologías avanzadas de combustión del carbón que mejoran su aceptabilidad
medioambiental, aumentan la eficiencia de su conversión energética y lo hacen más
competitivo.
Esas técnicas constan de varias etapas:
• En la precombustión, se separan del carbón el azufre y otras impurezas antes de
quemarlo en la caldera.
• En la combustión se retienen los contaminantes dentro de la propia caldera.
• En la postcombustión se limpian las corrientes de gases efluentes.
Existe otra posibilidad llamada conversión, en la que el carbón se transforma en gas o líquido,
que pueden ser limpiados y utilizados como combustibles.
Todas esas tecnologías logran que el carbón siga siendo actualmente una fuente primaria de
energía importante.
A continuación se muestra la evolución de 1992-2017 de la Producción y Consumo de Carbón
(Coal), en Mtoe.
38

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
La producción mundial de carbón aumentó en 105 millones de toneladas equivalentes de
petróleo o 3,2%, la tasa de crecimiento más rápida desde 2011. La producción aumentó en 56
Mtoe en China y 23 Mtoe en los Estados Unidos. El consumo mundial de carbón creció en 25
Mtoe, o el 1%, el primer crecimiento desde 2013. El crecimiento fue impulsado en gran medida
por la India (18 Mtoe), y el consumo de China también aumentó ligeramente (4 Mtoe) tras tres
disminuciones anuales sucesivas durante 2014-2016. La demanda de la OCDE cayó por cuarto
año consecutivo (-4 Mtoe).
En la tabla siguiente la evolución 2007-2017, de la Producción por Países de Carbón, en Mtoe.
39

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
40

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
En las tabla siguiente la evolución 2007-2017, del Consumo de Carbón por Países, en Mtoe.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
41

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
2.5 Energía Nuclear.
La energía que hace posible la vida en la Tierra es la energía nuclear que el Sol nos envía en
forma de energías renovables.
La energía que mueve los procesos tecnológicos procede en su mayor parte de la combustión
de las energías fósiles, pero, cuando éstas se agoten, tendrá que ser también de origen
nuclear.
Como ya se vio en el capítulo anterior la energía nuclear sigue aumentando su presencia en el
mundo así como mejorando su tecnología.
Actualmente casi nadie duda de su necesidad, pero se están exigiendo continuamente mejoras
en la seguridad de las centrales nucleares.
Cabe destacar que en términos de productivos siguen predominando Estados Unidos, Rusia,
China, Francia, Canada y del Corea de Sur, entre otros.
42

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
En la tabla siguiente la evolución 2007-2017, del Consumo de E. Nuclear por Países, en Mtoe.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
43

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
2.6 Energía hidroeléctrica.
En una central hidroeléctrica se utiliza energía hidráulica para la generación de energía
eléctrica.
Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente
de los ríos para mover una rueda.
En general, estas centrales aprovechan la energía potencial gravitatoria que posee la masa de
agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como salto geodésico.
El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la
cual transmite la energía a un generador donde se transforma en energía eléctrica.
El tamaño de una central hidroeléctrica se mide en megavatios (MW)
Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su
capacidad de generación de electricidad son:
• La potencia, que está en función del desnivel existente entre el nivel medio del
embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo
turbinable, además de las características de las turbinas y de los generadores usados
en la transformación.
• La energía garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente un año,
que está en función del volumen útil del embalse, y de la potencia instalada.
La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megavatios), como en el caso
de las minicentrales hidroeléctricas, hasta decenas de miles, como en los casos de la Itaipú,
entre Brasil y Paraguay, que tiene una potencia de 14 000 MW, o la Presa de las Tres
Gargantas, en China, con una potencia de 22 500 MW.
En las tabla siguiente la evolución 2007-2017, del Consumo E. Hidroélectrica por Países, en
Mtoe.
44

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
45

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
2.7 Otras energía renovables: eólica, geotérmica, solar, biomasa y residuos.
En la tabla siguiente la evolución 2007-2017, del Consumo global de Otras E. Renovables por
Países, en Mtoe.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
46

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
En la tabla siguiente la evolución 2007-2017, de la Producción de Biofueles, por Países, en
Mtoe.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018
47

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
La producción mundial de biocombustibles aumentó un 3,5% en 2017, muy por debajo de la
media de los últimos 10 años, de 11,4%, pero ha sido más rápida en tres años. Los EE.UU.
proporcionaron el mayor incremento (950 mil toneladas equivalentes de petróleo, o ktep). Por
tipo de combustible, la producción mundial de etanol creció a un ritmo similar del 3,3%, y
contribuyó en más del 60% al crecimiento total de los biocombustibles.
La producción de biodiesel aumentó un 4%, impulsada principalmente por el crecimiento en
Argentina, Brasil y España.
48

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
3. PREVISIÓN. LA EVOLUCIÓN DE LA SITUACIÓN ENERGÉTICA
PROBABLE EN LOS PRÓXIMOS AÑOS. LA ENERGÍA EN 2040.
3.1 Cuadro-resumen
Se han publicado previsiones de consumo para los próximos años 2030 y 2035, llegando hasta
el año 2040 La primera de ellas es suponiendo que se mantiene los ritmos de crecimiento
actuales. El contenido en CO2 de la atmósfera llegaría a 1000 ppm.
El segundo suponiendo que se cumple el compromiso de que el contenido en CO2 de la
atmósfera se estabilice en 450 ppm,
Hay que considerar que cada Organismo y/o Compañía publica datos considerando sus
propios escenarios estratégicos.
3.1.1. Cuadro 1
Previsiones de consumo manteniendo los ritmos actuales. Las cantidades expresada pueden
tomarse como referencia para planificar medidas de ahorro y sustitución de unos combustibles
por otros.
Si se cumplen estas previsiones el nivel de anhídrido carbónico en la atmósfera en el año 2030
sería 1000 ppm.
Los datos de 2018 son lo ya presentados en el Tema 1 y se han añadido los correspondientes
a las energías renovables.
Los datos de la siguiente Tabla representan una estimación de la evolución 2008-2030, del
Consumo, en millones de Toneladas equivalentes de petróleo.
49

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
2008 2015 2030
Carbón 3303.7 3828 4887
Petróleo 3927.9 4234 5009
Gas 2726.1 2801 3561
Nuclear 619.7 810 956
Hidroeléctrica 717.5 317 402
Biomasa 1176 1338 1604
Otras renovables 74 160 370
Total 12544.9 13488 16790
3.1.2. Cuadro 2
El segundo cuadro contiene las previsiones si se acometen medidas de ahorro energético y de
sustitución de energías no renovables por energías renovables.
Expresa las cantidades que habría que conseguir para que en el año 2030 la concentración de
anhídrido carbónico en la atmósfera sea 450 ppm.
Como referencia se incluyen de nuevo los datos estimados 2008-2030 del Consumo, en Mtoe.
50

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
2008 2020 2030
Carbón 3303.7 3507 2614
Petróleo 3927.9 4121 4250
Gas 2726.1 2868 2941
Nuclear 619.7 1003 1426
Hidroeléctrica 717.5 362 487
Biomasa 1176 1461 1952
Otras renovables 74 277 720
Total 12544.9 13488 14389
3.2 Tendencias generales
Los dos grandes motores del aumento de consumo de energía en el mundo son el aumento de
la población y la mejoras en las condiciones de vida.
• Población.
En el año 1900 la población mundial era 1600 millones de personas.
A finales del 2011 se alcanzaron los 7000 millones. En 2018 los 7620 millones, Incluso
disminuyendo el ritmo actual de crecimiento, en el año 2030 se superarán los 8000 millones de
habitantes y en 2040 se estima que llegaremos a los 9000 millones
• Mejora en las condiciones de vida.
El consumo de energía actual está enfocado hacia tres áreas: industrialización, urbanización y
motorización.
En todos los casos ese consumo está unido a:
51

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
• Aumento de la cantidad consumida. En los próximos 20 años está previsto un
crecimiento del 1.7% anual.
• Aumento de la eficiencia en el consumo. En los próximos años se prevé una
aceleración importante de le eficiencia en la utilización de la energía, lo que
repercutirá en las disminución total de consumo de energía primaria.
Se espera una disminución del crecimiento del consumo de petróleo mientras que aumentará el
de gas natural.
Debido al rápido crecimiento de China se seguirá aumentando el consumo de carbón, pero no
más allá de 2030.
Por ejemplo, ver en la siguiente figura la estimación de la demanda de energía primaria según
BP Energy Outlook. Ed. 2018. Por Sectores de usos finales, por Región y por tipo de Fuente
hasta 2040.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018.
52

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
En cuanto a la demanda de energía primaria energético global, en el año 1970 se fue de 500
billones de toe. En 2010 12,9 billones de toe. La previsión para el año 2040 asciende a 18
biillones de toe.
Recordar que la Tonelada Equivalente de Petróleo (toe), que es una unidad de energía, no de
masa, equivale a 41868*106 Julios, esto es, 107 Kcal. Aproximadamente es el poder calorífico
inferior de 1 Tm de petróleo.
De modo general, como se puede apreciar en las diferentes publicaciones de las figuras
siguientes, los combustibles fósiles han supuesto más del 80% del crecimiento del consumo
desde 1990 hasta 2010. Se espera que hasta 2030 sólo el 65% del crecimiento de consumo
sea con ese tipo de combustibles.
El 35% restante del crecimiento del consuno será con combustibles no fósiles, de los que el
20% corresponde a energías renovables.
Se estima un aumento del consumo de las llamadas “energías limpias”, se espera un
crecimiento de las energías renovables (incluidos los biocombustibles). En 2040 el 18% del
consumo total se obtendrá de fuentes renovables.
El gas natural hasta 2040 tendría un crecimiento similar al decremento experimentado por el
petróleo, igualando prácticamente su porcentaje de contribución.
Ver figuras siguientes de dos fuentes distintas: BP y OPEC.
Fuente: BP Statistical Review of World Energy June 2018.
53

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Fuente: World Oil Outlook 2017-2040 OPEC. Oct. 2017.
La industrialización empezó con la aplicación del motor de vapor, producido básicamente con
carbón. El carbón fue la principal fuente de energía hasta mediados del siglo XX.
Posteriormente llegó la electricidad y el motor de combustión interna. El carbón siguió siendo el
principal combustible para la producción de energía eléctrica y el petróleo se impuso como
fuente de energía para el transporte.
Actualmente están imponiéndose el gas natural y las energías renovables.
Las claves de la evolución futura del consumo están, por tanto, en los precios de la energía, el
desarrollo económico y las políticas de aumento de la eficiencia en los consumidores.
3.3 Crecimiento del consumo energético y aumento de las emisiones de CO 2
En los 34 países de la OCDE está disminuyendo el consumo de combustibles en transportes
mientras que el consumo industrial está estabilizado.
El crecimiento del consumo se deberá al sector doméstico y al de servicios.
En los países que no pertenecen a la OCDE, especialmente en los que están en vías de
desarrollo, será el sector industrial quien domine el crecimiento del consumo energético.
54

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
El sector de mayor crecimiento será el de producción de energía eléctrica, que absorberá cerca
del 60% del mismo. La mitad corresponderá al crecimiento de la producción eléctrica con
energías renovables.
En el sector del transporte, un tercio del crecimiento será debido a biocombustibles. En este
sector se está iniciando el camino hacia la diversificación energética, gracias a las decisiones
políticas y al avance de la tecnología.
El fuerte crecimiento del consumo energético en los países en vías de desarrollo, basado en el
carbón, incrementará notablemente la producción de CO2.
El crecimiento de las emisiones de CO2 entre los años 1990 y 2010 ha sido del 1.9% anual. Se
espera que en los próximos 20 años el crecimiento sea del 1.2% global, por lo que las
emisiones de CO2 en 2030 serán un 25% superiores a las actuales.
En los países de la OCDE se espera una reducción hasta 2030 del orden del 10%.
En los países no OCDE, el crecimiento de las emisiones de CO2 será el orden del 2.2% anual.
Estos datos hacen pensar que no se cumplirá el objetivo global de mantener el contenido en
CO2 de la atmósfera en 450 ppm.
3.4 Variaciones de la demanda de petróleo
Se espera que la demanda de petróleo a largo plazo aumente en 15,8 mb/d, pasando de 95,4
mb/d en 2016 a 111,1 mb/d en 2040.
Como se muestra en la Tabla siguiente, la OPEC en su Caso Referencia en el escenario a
“largo plazo” (long term), prevé que la demanda en la región de la OCDE muestre una
disminución significativa de 8,9 mb/d durante el período de previsión.
Esto se encuentra en línea con la tendencia histórica a la baja que comenzó en 2005, antes de
que se rompiera en 2015 tras la caída de los precios del petróleo.
55

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Fuente: World Oil Outlook 2017-2040 OPEC. Oct. 2017.
El descenso general de la demanda de petróleo previsto en la región de la OCDE es el
resultado de una serie de factores.
Para empezar, se espera que el crecimiento de la población en la OCDE sea bastante bajo en
el futuro, con un aumento de sólo el 0,3% anual por término medio para el período 2016-2040.
Del mismo modo, el crecimiento económico medio de la región se estima en sólo un 2% anual
para el mismo período.
Además, en la OCDE se prevé un endurecimiento mayor de las políticas energéticas dirigidas a
la eficiencia energética.
Por último, en el caso de referencia también se observa una penetración significativa de los
vehículos de combustible alternativo en esta región.
Según en este informe de la OPEC de 2017, se prevé un crecimiento sustancial de la demanda
de petróleo en los países en desarrollo.
Impulsada por una clase media en expansión, altas tasas de crecimiento de la población y un
mayor potencial de crecimiento económico, se espera que la demanda de petróleo de la región
aumente en casi 24 mb/d; aumenta de 43.2 mb/d en 2016 a 67 mb/d en 2040.
56

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Dentro de los países en desarrollo, se espera que China siga siendo el mayor consumidor de
petróleo durante el período de previsión, añadiendo 6 mb/d para alcanzar los 17,8 mb/d en
2040.
La India será la segunda región con el mayor crecimiento de la demanda global, con un
aumento de 5,9 mb/d entre 2016 y 2040.
La tasa media anual de crecimiento más rápida de la demanda india es del 3,6% anual.
También se espera un rápido crecimiento en Oriente Medio y África (2,2% anual), mientras que
el potencial de crecimiento en América Latina es más limitado (1% anual).
En Eurasia, se prevé que la demanda de petróleo aumente en menos de 1 mb/d hasta alcanzar
los 6,2 mb/d en 2040. De hecho, se prevé que la demanda se estabilice hacia 2035 en 6,3
mb/d.
Se espera que la mayor parte del crecimiento provenga de Other Eurasia, que añade 0,7 mb/d
durante el período de previsión.
3.5 Energía para el transporte
El transporte seguirá estando dominado por el petróleo, pero el incremento de consumo será
cada vez menor debido al crecimiento de otras fuentes de energía.
La disminución del incremento de consumo de petróleo en el transporte está influenciada por el
aumento de precio, el aumento de la eficacia de los motores de los vehículos y por la
saturación del mercado en las economías desarrolladas.
Además frenará este aumento la mayor producción de biocombustibles, de modo que hacia
2025 ya no aumentará el consumo de combustibles petrolíferos. La contribución de los
biocombustibles al transporte pasará del actual 3% al 10%.
Se puede estimar fácilmente que se espera un gran auge en los vehículos eléctricos, híbridos,
ferrocarril, y gas natural.
Ver Figuras siguientes con la estimación sobre la demanda de energía en el transporte
comercial y la demanda en los distintos sectores de transporte, para el horizonte de 2040.
57

Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Fuente: - 2018 Outlook for Energy Exxon Mobil 2018-2040.
En la primera gráfica vemos que, el crecimiento económico y demográfico se concentra en los
países no miembros de la OCDE, que conduce al mayor crecimiento en los servicios de
transporte comercial en estas regiones Asia Pacífico lidera el crecimiento, llegando al 40 por
ciento de la demanda total de energía del sector.
Aumento de la eficiencia como resultado de las mejoras en los combustibles, el diseño del
motor y la aerodinámica, el diseño de la carrocería y la logística en todos los modos
comerciales de transporte conducen a un aumento significativo de reducciones en la tasa de
crecimiento de la demanda de energía.
La electrificación en la mayoría del transporte comercial crece lentamente debido a los costos
iniciales, limitaciones de alcance, requisitos de carga útil y desarrollo de infraestructura.
En la segunda gráfica, los avances en el transporte han reducido nuestro mundo, mientras se
abren nuevas perspectivas y posibilidades. Uno consecuencia de que miles de millones de
personas se unieran a la media mundial en el próximo cuarto de siglo es que conducirá a
mayor cantidad de viajes, más coches en la carretera y más actividad comercial.
Se prevé que la demanda mundial de energía relacionada con el transporte en cerca de un 30
por ciento. Al mismo tiempo, el total de millas recorridas por año en automóviles, vehículos
utilitarios deportivos (SUV) y los camiones ligeros aumentarán alrededor de un 60 por ciento,
llegando a cerca de 14 trillones en 2040.
58

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
A medida que aumenta la movilidad personal, el consumo medio de combustible de los coches
nuevos (incluidos los SUV y camiones ligeros) también mejorará, ya que se elevará a partir de
unas 30 millas por hora en 2040.
Se espera que el crecimiento de la demanda de energía para el transporte sea de representan
alrededor del 60 por ciento del crecimiento de los combustibles líquidos la demanda.
Se espera que la demanda de líquidos de los vehículos ligeros sea relativamente plana hasta
2040, lo que refleja un mejor combustible en la economía de la flota y el crecimiento
significativo de los coches eléctricos.
3.6 Aumento del consumo de biocombustibles
Tanto el aumento del uso de biocombustibles como la disminución del consumo, llevarán a la
disminución del consumo de petróleo en el sector del transporte.
Los biocombustibles, especialmente el bioetanol, pasarán de 1.8 millones de barriles día en
2010 a 6.5 millones en 2030. Este aumento se debe a las políticas protectoras de ese tipo de
combustibles, el incremento en el precio del petróleo y, especialmente, a los avances
tecnológicos en la producción de biocombustibles. Estados Unidos y Brasil seguirán a la
cabeza de la producción.
El aumento en la demanda de petróleo será cada vez menor, por lo que las refinerías
actualmente existentes serán suficientes para abastecer ese crecimiento, especialmente si
acometen renovaciones tecnológicas conducentes a aumentar el grado de conversión.
3.7 Gas, energía eléctrica y carbón
En los próximos años el gas natural ser el combustible fósil cuyo consumo crezca más deprisa.
Mientras que en Europa la producción irá decreciendo, Asia aparece como el lugar de mayor
crecimiento tanto del consumo como de la producción.
El mayor incremento del consumo se dará en los países no-OCDE, especialmente China cuyo
consumo en 2030 será del orden del actual en Europa (casi 50 000 millones de ft3/d).
El crecimiento en Europa será moderado y concentrado en el sector industrial y en la
producción eléctrica. No se esperan grandes crecimientos en el sector transporte.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
Tampoco será grande el crecimiento en el sector doméstico, especialmente debido al aumento
de rendimiento de las instalaciones.
El gas desplazará al carbón en la producción de energía eléctrica. La velocidad de ese
desplazamiento dependerá de las políticas energéticas de los países.
El gas natural que se utiliza para generar energía eléctrica produce la mitad de CO2 que el
carbón y las emisiones de compuestos de azufre se reducen prácticamente a cero. Debido a
que la legislación está más avanzada en Europa es en esta región donde más rápida será la
sustitución de carbón por gas.
Actualmente, de los combustibles fósiles utilizados en la generación de electricidad en Europa
el gas supone el 42%. En 2030 será el 65%.
Globalmente en la actualidad el 20% de la energía eléctrica se produce con gas. En 2030 se
alcanzará el 22%.
3.8 El gas no convencional
En los próximos años se espera un crecimiento importante del gas no convencional en todo el
mundo.
Las reservas probadas de gas actualmente ascienden a 6600 billones de ft3, lo que es
suficiente para el abastecimiento de 63 años al ritmo actual de consumo.
Aunque se está iniciando la utilización de gas no convencional, ya existen reservas probadas
para 30 años más.
A pesar del riesgo que supone el acceso al gas no convencional y el coste de su extracción, en
Norteamérica se espera que sea mayoritario en 2030.
En otras regiones el crecimiento dependerá del avance técnico y de la legislación que se emita.
Con el declive de las existencias de gas natural convencional, el incremento de producción y
consumo de gas de pizarra será importante a partir de 2020.
3.9 Energía eléctrica
La demanda de energía eléctrica seguirá muy unida a la renta de los países.
60

La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
Se espera un aumento notable en los países no OCDE, si bien no será excesivo ya que se está
introduciendo tecnologías menos intensivas en el consumo de energía eléctrica.
Se espera un avance importante en la energía eléctrica producida mediante fuentes de energía
renovables. En 2030 el 10% de la energía eléctrica global se producirá con ese tipo de
energías.
También, en la medida en que se disponga de gas natural a precio competitivo, seguirá
sustituyen al carbón en la producción eléctrica.
3.10 Las tendencias futuras globales
El funcionamiento de la economía global será clave para el crecimiento de la demanda de
energía.
En el caso más optimista de aumento del mercado internacional se llegaría a un desarrollo a
largo plazo con crecimiento de la productividad y la renta. En este caso se espera que la
demanda de energía crezca un 11% hasta 2030.
Pero en el caso pesimista, si el intervencionismo estatal y el proteccionismo reducen el
crecimiento económico a largo plazo, la demanda de energía podría llegar a disminuir en un
13%.
En cuanto al comercio de energía se espera que siga aumentando. Pero la diferencia entre la
producción y el consumo será diferente en diversas regiones del mundo.
En Norteamérica disminuirán notablemente las importaciones de crudo y de gas debido al
aumento de la producción propia de gas y metanol.
En Europa aumentarán las importaciones debido a la disminución de la producción propia, y al
aumento del consumo de gas.
En China continuarán las importaciones de crudo y gas, además de que seguirá siendo
importador neto de carbón.
3.11 Las claves de la energía
El consumo global de energía seguirá creciendo impulsado básicamente por la industrialización
del mundo en vías de desarrollo. Se esperan también aumentos importantes en la eficiencia del
consumo energético.
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
El consumo de energía primaria se espera que crezca un 1.7% anual entre hasta 2030. En las
dos últimas décadas el aumento fuel del 1.9%.
Más del 90% del aumento tendrá lugar en los países no OCDE.
El mayor aumento se deberá a la industria y a la generación eléctrica. En el transporte el
crecimiento será pequeño debido a la disminución en los países OCDE.
Se esperan también importantes aumentos en la eficiencia del consumo energético.
La composición de los combustibles (fuel mix) seguirá diversificándose, y la mayor parte del
aumento de consumo será suministrado por combustibles no fósiles.
Entre 1990 y 2010 la contribución de los combustibles fósiles a la energía primaria ha sido el
83%. En el período 2010-2030 será del 64%.
En los mismos períodos de tiempo, la contribución de las energías renovables pasará del 5% al
18%.
Entre 2010 y 2030 la contribución de los combustibles no fósiles (incluidas la energía nuclear y
la hidroeléctrica) será superior a la de los fósiles.
El carbón y el petróleo seguirán perdiendo mercado, ante el aumento del gas.
Las políticas y tecnologías harán que disminuya el crecimiento de la producción de anhídrido
carbónico, pero no lo suficiente como para estabilizar la concentración de ese gas en la
atmósfera.
El crecimiento global de emisiones entre 1990 y 2010 ha sido del 1.9% anual. Entre 2010 y
2030 será del 1.2%.
Para conseguir reducciones importantes hay que combinar recortes importantes en los países
desarrollados y reducciones de la intensidad de carbono en los países en desarrollo.
El ámbito de mayor disminución posible de la producción de CO2 es en la producción de
energía eléctrica.
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La energía. Conceptos. Situación presente. Situación futura
3.12 Comparativa
En la siguiente gráfica se muestra la Comparación de la contribución por Tipo de Fuente al
Crecimiento de Consumo de Energía en el escenario 2040, respecto a 2016, según datos
originales de los diferentes reportes publicados (Outlooks) de Compañías y Organizaciones
referentes del sector.
Nota técnica: para facilitar la comparación, las perspectivas se han vuelto a basar en un conjunto común
de datos para 2016 tomados del BP Statistical Review.
El caso de la IEA que se muestra es el Escenario de Nuevas Políticas, para IHS es el Escenario de
Rivalidad y para Statoil es el Escenario de Reforma. Los casos de la OPEP, la EIA y el IEEJ son los
casos de referencia de cada publicación.
Fuente: BP Energy Outlook. Ed 2018
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Emisiones de Co2 y eficiencia energética
4. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. BP Energy Outlook 2030. London 2011
2. Etemad, B.; World Energy Production. Librarie DROZ, Switzerland.
3. International Energy Agency, 2010
4. United Nations Statistics Division, National Statistics, New York, USA.
5. EU Energy In Figures. Statistical Pocketbook 2018.
6. BP Energy Outlook. Ed. 2018
7. BP Statistical Review of World Energy. Jun 2018.
8. OPEC World Oil Outlook 2040. Oct 2017.
9. EXXON MOBIL Outlook for Energy: A view to 2040. Ed. 2018.
10. AOP. Balance Energético 2017 y Perspectivas 2018. Mar 2018
11. IEA, https://webstore.iea.org/statistics-data
12. OPEC, https://www.opec.org/opec_web/en/21.htm
13. BP website en Español.
https://www.bp.com/es_es/spain/conozca-bp/informes-y-publicaciones
14. Acerca de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE). En
Español. https://www.oecd.org/centrodemexico/laocde/
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