Acabar con la adicción a los combustibles fósiles : ¿ Qué se necesita ?

1. Dr. Kyle Forinash Professor of Physics School of Natural Sciences Indiana University Southeast New Albany, IN,USA Acabar con la adicción a los combustibles fósiles: ¿Qué se necesita? “Es horaqueterminemos con nuestradependencia del petróleoextranjero.”

6. ¿Cuánto combustible fósil hay? “Mirá, necesitounadosis …quierodecirllena el tanquepor favor.”

8. En 1956, M. King Hubbertpredijoque la producción de petróleo de EE.UU. llegaría a sucenit en la década de 1970. Extracto del documentooriginal de Hubbert: Actual:

11. Resultado de los análisis del modelo de Hubbert.

13. Los cambios en dióxido de carbonoa partir de núcleos de hieloydatosmodernos.

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

15. La capa de hielo del Ártico se estáderritiendo.

16. La temperatura no sube de manerauniforme.

18. ¿Ahorro de energía, essiempredesventaja? • Dos ejemplos: • Refrigeradoresdesde 1970: • Aumento de la eficiencia de 75% • Caída en el precio de 60% • Aumento en el volumen en un 20% en promedio • Los cocheseuropeosyjaponesescompitenbien con los cochesamericanos, peroconsumen mucho menosnafta.

19. Tecnología de los últimos 20 años se ha utilizadoparahacercoches 9% másgrandes con 40% máspotencia.

20. 2 ª ley de la termodinámica. Límitestérmicos a la eficiencia del motor. ProcesoEl tipo de conversiónEficiencia Gran generadoreléctricoMecánica a la eléctrica 98-99% Gran motor eléctricoEléctrica a mecánica 90-97% Calentador a gas Química a térmica 90-96% Pequeño motor eléctricoEléctrica a mecánica60-75% Celula de combusibleQuímica a eléctrica 50-60% Turbina de vapor Térmica a mecánica40-45% Motor diesel Térmica a mecánica30-35% Motor de naftaTérmica a mecánica15-25% LucesfluorescentesEléctrica a radiativo 15-25% PhotovolaicRadiativo a eléctrica15-20% LucesincandescentesEléctrica a radiativo 2-5% La fotosíntesis de plantasRadiativo a química 1%

22. El transporteutiliza 20% de la energía mundial. Fardo de Alfalfa “Acabo de escucharque el auto ahoraobsoleto a causa de precio de la nafta.”

23. ¿Adóndevacada 1$ peso de nafta? 4% la pérdidaen motor “ocioso” 3% la pérdidaen la transmisión 74% la pérdidaporcalor 3% aceleración 3% accesorios 6% rozamiento de rodadura 7% la resistencia del aire

24. La nafta será difícil de reemplazar. CombustibleEnergíapormasa (MJ/kg) Hidrógeno 114 (10líquido; 5 gas comprimido) Nafta 48 Aceite vegetal (Bio-Diesel) 38 Ethanol 28 Carbóncomún 22 Gas Natural (STP) 20 Madera secado al aire 15 Papas 4 Volante de fibra de carbono 0.8 Frutasyhortalizas 0.6 - 1.8 Baterías de litio (400C) 0.2 Baterías de plomo 0.1

25. Problemas con hidrógenocuando se usacomo combustible para autos. • Se pierde un 40% de energía al obtener H2 del gas natural. • Se pierde un 30% de energía al obtener H2 de la electricidad (hidrólisis). • Se pierde un 50% de energíaal comprimir el H2. • Se pierde un 40% de energía en las ‘fuel cells’ al crearelectricidad. • H2esmás difícilypeligroso de transportarque el gasoil, la nafta, propanoo gas natural. • H2 require un nuevotipo de infraestructuraparasudistribución (en comparación con la existentepara la electricidad).

26. Problemas con los combustibles de origen vegetal en suutilización en autos. • Consumo del transporte en EEUU (2004): 27.8 Quad • Total de la producciónposible de Bio-Diesel en EEUU: 25.6 Quad

28. El ferrocarril: • Cuatrovecesmáseficienteque los camionespara el transporte de mercancías; • Doceveces en comparación con los autos para el transporte de pasajeros.

29. ¿Qué hay sobre los renovables?

30. Energíarenovableydisponible. (*los cultivos de alimentos, lasplantasverdesyleñosas, residuos de la agriculturao la silvicultura, componenteorgánico de los residuosmunicipaleseindustriales, humosprocedentes de los vertederos)

31. Superficie de tierranecesariaparasuministrartoda la energíautilizada, en 2005, con la energía solar* oviento†.(*20%eficienciacélulas solar, 50%pérdida de almacenamientoytransmisión.)(†50MW finca, 30%factor de carga)

32. DólaresporMWhpara la electricidad.

33. “Si sóloexistieseunafuente de energíaalternativa, abundante, viable yquefuerabaja en emisiones de gases de efectoinvernadero.”

34. Opcionesnucleares. • Indices de muerteycáncer mucho másbajospara la energía nuclear quepara el uso de carbón, petróleoy gas natural. • Un 75% de la electricidadque consume Franciaes de nuclear (19.6% en EEUU, 17% en el resto de mundo, 2003). • Reactores ‘inherentementeseguros’ (pebble bed, diseño modular, pocaspartesmóviles, máspequeños). • Existe el problema de los residuosradioactivos (vitrificación, reciclado de combustible). • Fusión: ¿Primer reactor en 2050?

35. Conclusión: No existeunasoluciónmilagrosa. • El uso de petróleodisminuirá; el carbóny ‘shale oil’ durarán un pocomás de tiempo (pero el CO2constituyeunaproblema). • El hidrógenoni los vegetalestampoco son soluciones. • La preservacióndebetener un rolmuyimportante. • El uso de fuentesrenovablesdebeaumentar: energía eólica, de la biomasa, hidroeléctrico, ymásimportante, la solar. • El uso de energía eléctricadebeaumentardondeello sea posibledebido a su mayor eficiencia. • La energía nuclear puede ser un mal necesario.

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

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

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