Introducción

Las economías industriales modernas dependen críticamente de la energía, aunque los economistas convencionales han sido lentos en reconocer su importancia. El continuo crecimiento parece requerir nuevos aumentos en el consumo de energía, o "trabajo útil" (Ayres, 2008a, b). 

Los aumentos también son necesarios para superar la disminución de la fertilidad del suelo disminuyendo la disponibilidad de agua dulce, y la menor disponibilidad de alta calidad de las reservas de minerales y energías fósiles. Mucho mayor es el uso global de la energía también debería incidir para que las economías industrializadas son aún operan a los niveles per cápita de los países de la OCDE (Moriarty y Honnery, 2008). Por estas razones, las proyecciones oficiales de más uso global de energía primaria durante el siglo 21 asumen que será mayor - por lo general mucho mayor que el valor actual de aproximadamente 500 EJ. 

Lo que es notable es la pequeña variación en el consumo de energía para un año futuro dado, tanto entre los diversos escenarios en cualquier estudio, y también entre los diferentes estudios, incluso en el año 2050 por lo menos, las fuentes de energía fósiles, como el carbón seguirán siendo dominante, con aproximadamente un 80% de cuota de energía.  

El objetivo principal de este trabajo es determinar si los altos niveles de energía primaria es probable que estén disponibles para nosotros en las décadas que están por llegar. Se analizan las perspectivas del futuro de los combustibles fósiles, la energía nuclear y renovable, a su vez, y encontrar que demasiado énfasis se ha puesto en la disponibilidad de reservas suficientes (o potencial técnico en el caso de la energía renovable) en la evaluación de los posibles niveles de consumo de energía en el futuro. Por el contrario, el análisis hace hincapié en la importancia crucial de la interacción de los potenciales técnicos para la producción anual con los factores ambientales, las preocupaciones sociales, políticas y económicas, y los marcos de tiempo limitado para la aplicación, en gran medida limitar las opciones reales de la energía para el futuro.

Combustibles Fósiles

El consumo mundial de combustibles fósiles en 2007 ascendió a 409,0 EJ, que comprende 165,5 EJ de petróleo, 133,0 EJ para el carbón, y 110,5 EJ para el gas natural ( BP, 2008 ). El uso futuro de los combustibles fósiles se enfrenta a dos inciertos puntos: primero, el grado de reservas, con que se cuenta, y, en segundo lugar, la cantidad de estas reservas finitas de utilizar cada año. Las discusiones sobre las reservas probadas de petróleo recuperables y tasas anuales de producción necesitan una terminología coherente. Aquí siguen las definiciones de la Asociación para el Estudio del Cenit del Petróleo (ASPO) e incluir como petróleo no convencional no sólo a los aceites pesados (Por ejemplo, las arenas bituminosas y aceite de esquisto bituminoso), pero también aceite polar y de aguas profundas, y líquidos de gas natural. Esta definición más amplia parece razonable,  ya que el petróleo de aguas profundas se informa que necesita un precio de $ EE.UU. 70/barril y las arenas petrolíferas de dólares EE.UU. 90/barril para garantizar una tasa de rentabilidad razonable de la inversión ( ASPO, 2009 ).Esta producción global de petróleo convencional puede ya haber alcanzado su máximo hace varios años. De hecho, ASPO consideran que la producción de todo el petróleo alcanzó su máximo en 2007,  y que la producción de petróleo y gas combinada (tanto convencionales y no convencionales alcanzará su punto máximo alrededor de 2010 ( ASPO, 2009 ). La mayoría de las organizaciones oficiales de acuerdo con la ASPO era que el petróleo barato ha terminado-o sólo se producirá en la economía mundial conforme las condiciones de recesión, cuando la demanda es débil. Pero incluso si se trata del petróleo convencional reconoció que  podría estar llegando (o incluso habiendo alcanzado) el pico de producción, organismos oficiales están lejos de estar optimistas sobre el petróleo no convencional. Así, la IEA (2008b) publico: "El total a largo plazo potencialmente recuperables de petróleo de recursos base, incluyendo petróleo extra pesado, arenas petrolíferas y esquistos bituminosos (otros en gran parte sin explotar, a pesar de los recursos costosos), se estima en alrededor de 6,5 billones de barriles. " [Alrededor de 40.000 EJ].

Suficientes reservas mundiales de combustibles fósiles son una condición necesaria pero  no significa ser suficiente para asegurar una producción creciente en las próximas décadas. La IEA (2008b) destaca que la falta de inversión en nueva capacidad de producción, en particular dada el colapso de los precios del petróleo hacia finales de 2008, podría conducir a la esperada producción futura de petróleo. A nivel mundial, antes de la reciente depresión, la capacidad disponible se encontraba en un nivel muy bajo, y grandes aumentos de capacidad se necesitan, no sólo para permitir el crecimiento de la producción mundial prevista por la AIE, sino aún mas importante,

para reemplazar las pérdidas de capacidad.

Gran parte del desarrollo de la producción tiene que ser para los suministros de petróleo no convencional, con sus pesadas exigencias de capital. Los aumentos de capacidad también serán necesarios en otras partes de la cadena de suministro de petróleo, incluidos los petroleros, oleoductos, y la capacidad de refinación.

Los diversos impactos ambientales de la producción de combustibles fósiles y la combustión forman otro conjunto de factores que podrían limitar el suministro anual de combustibles fósiles. Greenhouse gas atmosférico las emisiones del uso intensivo de los combustibles fósiles tendría que ser drásticamente reducida para disminuir el CO2. Aún la captura de carbono de las centrales eléctricas existentes es costoso e intensivo de energía, reduciendo así la energía suministrada para una determinada entrada de energía primaria ( Moriarty y Honnery de 2009 ). Para los valores proyectados de energía secundaria, el uso de captura (captura especialmente aérea) y de almacenamiento sólo acelera el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, ya que la energía primaria  entonces sería mucho mayor.

En resumen, la producción de combustibles fósiles y su uso en un  futuro podría ser limitado por el agotamiento geológico, los límites económicos  imponen políticamente a la producción anual de las naciones exportadoras de energía y ambientalmente impuesto  en los límites del uso de combustibles fósiles.

Energía Renovable

En 2006, la producción total de las diversas formas modernas de ER fue de alrededor de 17,0 EJ, con la mayor que fue la hidroeléctrica (11,1 EJ) y la biomasa (4,6 EJ). La mayoría de ER era la leña en los países en desarrollo,  se estima en alrededor de 45 EJ. El crecimiento anual promedio de ER moderno fue del 2,5% entre 1980 y 2000, pero ha aumentado alrededor del 3% ( BP, 2008 ). Si suponemos que el 3%  de esta Tasa de crecimiento continúa hasta 2030,  la producción de ER moderna, entonces sería de33EJ total, casi el doble de su valor del 2006. Las mayores tasas de crecimiento son poco probables debido al crecimiento más lento en espera la hidráulica y la biomasa que representan casi el 95% del total. En una evaluación del  IEA 2007, el escenario más favorable para ER supone un aproximadamente del doble en ER moderna en 2030. En contraste, el uso global de leña como combustible se espera que disminuya en las próximas décadas, desplazados por las fuentes de energía modernas ( IEA, 2007 ). Se estima que  el  potencial de ER futura es más de lo normal y a su vea complicado por varias razones. En primer lugar, a menudo depende de la tecnología que aún no está probada comercialmente. Aunque la energía hidroeléctrica, combustión de la biomasa y la energía geotérmica convencional son tecnologías maduras, su potencial técnico es limitada ( Pimentel et al, 2002. ; Moriarty y Honnery, 2007a, b, 2009 ). Por el otro lado, la fuente de ER con mucho potencial es la solar directa, que espera avances fundamentales de tecnología para los costos unitarios que se han  reducido a cualquier lugar cerca de los niveles actuales.

Al igual que el uso de la energía  solar, la del viento a gran escala también presenta desafíos, aunque la tecnología de turbinas eólicas está ya bien desarrollada. Actualmente la producción mundial de energía eólica es inferior a un 1EJ, lejos por debajo de nuestro potencial técnico mundial estimado de 229 EJ. Al darse cuenta de este potencial se requiere la construcción de más de 24 millones de turbinas de 2 MW, aproximadamente 500 veces más unidades de 2 MW que se encuentran actualmente. Además, el uso a gran escala de energía eólica y solar requerirá almacenamiento de energía y la conversión, de nuevo con más desafíos técnicos y costos adicionales.  La conversión de la electricidad al hidrógeno que podrían ser almacenados, típicamente resulta en una pérdida de 45% ( y Honnery Moriarty, 2009 ).

Las diversas formas de ER son muy sensibles a adversos impactos ambientales, ya que el medio ambiente supone ventajas  que son una importante razón para preferir a los combustibles fósiles. No sólo podría dañar al ambiente y uso de la tierra reducen a cambios generales de las ER y su potencial técnico, pero todas las fuentes de ER  pueden tener impactos ambientales potencialmente graves cuando se despliegan a gran escala (véase, por ejemplo Abbasi y Abbasi, 2000 ; Pimentel et al., 2002 ; Trainer, 2007 ; Babir de 2008 ;Cowern y Ahn, 2008 ; Makarieva et al, 2008. ; Schroder, 2008 ). El mundo natural libre proporciona a los humanos - y todos los demás organismos vivos - una variedad de servicios que  los ecosistemas ofrecen, que son vitales para nuestra y su existencia continua. Para los seres humanos, los más evidentes son la los servicios de provisión de alimentos, fibras, madera y agua dulce. Estos a su vez, dependerá de una variedad de regulación de los  servicios de los ecosistemas, incluyendo el control de plagas, polinización de plantas y aire y la calidad del agua ( Evaluación de los Ecosistemas del Milenio, 2005 ; Carpenter et al., 2009 ).

El uso futuro de las energías renovables, es muy incierto, por una variedad de razones. Los potenciales optimistas técnicos (a menudo varios miles EJ) descrito en la literatura (por ejemplo Momirlan y Veziroglu, 2005 ; de Vries et al., 2007 ) No sólo dependen sin los precedentes de avances tecnológicos, pero también asumen que en el aspecto ambiental puedan ocurrir cambios adversos. Además, las ER , como otras fuentes de energía, a su vez, puede tener consecuencias y graves problemas ambientales, el potencial de socavar tanto su apoyo político y los servicios ambientales que ofrece el mundo natural.

Energía Nuclear

A finales de 2007, unas 439 plantas de energía nuclear estaban en funcionamiento en todo el mundo, con una capacidad total de generación de Gigawatt 372 (GW) que suministra 9,4 EJ de energía eléctrica en 2007 ( IAEA, 2008 ). Las reservas globales probadas de uranio son 2,85 millones toneladas (MT), en última instancia, los recursos recuperables convencionales se estiman en 17,1 MT. Si, en el caso extremo, los actuales tipos de reactores térmicos tuvieron que proporcionar 1.000 EJ por año, incluso 17,1 MT  sólo durante unos 10 años y MT 2,85 por menos de dos años ( Moriarty y Honnery, 2007a ). Por otra parte, en la actualidad las tasas de producción anual de energía nuclear, 17,1 MT durarían al  mundo por varios cientos de años.

El OIEA (2008) , Al evaluar el futuro de la energía nuclear, proyecta que en el caso de un bajo crecimiento, la cuota de energía nuclear en la generación de electricidad mundial en 2030 caería de su valor en 2007 del 14,2% al 12,4%. Incluso en su escenario de alto crecimiento, la cuota nuclear no haría sino aumentar a 14,4%, justo por encima de su nivel actual. La EIA (2008) proyecta datos de alto y bajo crecimiento que son muy similares a los del OIEA. Ambos conjuntos de pronósticos eran hecho antes de la actual crisis económica mundial, y más recientemente un consultor nuclear predijo que "la industria de la voluntad ni siquiera sería capaz de reemplazar las unidades están cerrando por el envejecimiento "( Brumfiel, 2008a ).

Dado este bajo gasto previsto de la energía del combustible nuclear, ciertas restricciones no suelen restringir la producción. Sin embargo, el bajo crecimiento de la energía nuclear en las últimas décadas, sobre todo en Europa occidental y América del Norte, no sólo es una consecuencia de los altos costos. La oposición política ha llevado a varios países a vetar las plantas de energía nuclear, y a otros, como Alemania, a que se comprometan a la eliminación gradual de los programas existentes.

Aunque la oposición a la energía nuclear suele ser por parte de los ambientalistas, las operaciones nucleares, con la importante excepción de la minería del uranio, tienen pocos efectos directos sobre la energía de la tierra y los flujos de materiales, o de los ecosistemas.  Los Gases de efecto invernadero liberan insignificantes emisiones durante el funcionamiento del reactor, aunque son incurridos en otras partes del ciclo de combustible, especialmente en el reactor de la construcción y el enriquecimiento de uranio. En cambio, la oposición se ha basado en gran medida en la salud y los riesgos de seguridad para los seres humanos.

 Estos riesgos pueden producirse con un error humano, como en el reactor de Chernobyl accidente de deliberadas acciones humanas, tales como el desvío de material fisionable para armas nucleares, o de los peligros naturales. Aunque los incendios, las inundaciones y los tsunamis posiblemente podrían afectar la seguridad de los reactores, los terremotos son el principal peligro.

La investigación sobre la energía de fusión ha estado en progreso por medio siglo, pero la fusión esta todavía muy lejos de la realización comercial, la cual, si es que alguna vez ocurre, no será antes del último trimestre de este siglo. El enfoque preferido es confinar deuterio-tritio  en forma de plasma en un campo magnético de forma toroidal. Aunque este enfoque puede ser superior desde un punto de vista físico, los problemas de ingeniería desalentadores, principalmente debido a el flujo de neutrones intenso y su efecto sobre la manta-escudo y los materiales por los que debe de estar conformado el reactor.

Los costos de electricidad serán mayores, posiblemente muchas veces más altos que para los existentes, con sede en la fisión electricidad ( Hirsch, 2003 ). Con el aumento de sus costos y la falta de inversores privados, la energía nuclear de cualquier tipo estará luchando para mantener sus niveles de producción existentes.

Implicaciones Políticas

La mayoría de los analistas de la energía creen que el uso global de energía primaria en las próximas décadas será mucho más alto que los niveles actuales, con proyecciones para el año 2050 EJ 1000 o más. Incluso la AIE (2008b) , las proyecciones que tiene en cuenta a la actual crisis y recesión económica, prevén en 2030 la energía primaria de 712 EJ en el caso base. Sin embargo, las fuentes de energía que por separado o conjuntamente, deben satisfacer esta demanda proyectada - los combustibles fósiles, ER, y la energía nuclear - Todos se enfrentan a tres categorías de posibles limitaciones, a saber: 1.-Límites físicos tales como los límites geológicos de las reservas de combustibles fósiles. 2.-Las limitaciones políticas, económicas, técnicas y sociales sobre su producción. 3.-Restricciones ambientales en su producción o uso.

Es evidente que no hay opciones fáciles que enfrenta la producción futura y

el uso de energía para la mayoría de los países. Incluso si las reservas de combustibles fósiles se encuentran en la posición optimista, no hay garantía de que las limitaciones políticas o las ambientales, en particular la necesidad de reducciones de emisiones de gases, no limitará en gran medida anual su salida. Pero si se hacen cortes profundos al uso de combustibles fósiles, la resultante gran capacidad de reserva se ralentizará el cambio lejos de poder los combustibles fósiles de las plantas. Sólo las grandes reducciones en el uso global de energía primaria, con todas sus dificultades de aplicación, pueden obtener los recursos, problemas ambientales, económicos y políticos que el futuro consumo de energía va a enfrentar.

Conclusión

Ya sean los combustibles fósiles, las ER o la Energía Nuclear, posen ciertas ventajas y desventajas unas respecto de otras, sin embargo los combustibles fósiles son los que continúan a la cabeza de esta carrera infinita en la producción de energía, a pesar de que son los que más CO2 emiten.

Se debe de seguir promoviendo el uso de las ER y la Nuclear, ya qué son las más viables para sustentar a este mundo que día con día requiere mayores cantidades de energía, y que mejor que esta energía poco a poco vaya siendo limpia, inagotable y con las menores emisiones de CO2.

Resumen

La demanda de energía alrededor del mundo va en aumento, dado que la población es cada vez mayor. Los hidrocarburos son los principales suministros de energía alrededor del mundo, ya qué resulta más cómodo (hablando económicamente) para los inversionistas y gobiernos de todo el mundo, sin darse cuenta que estos algún día se agotarán por completo. Las energías renovables han ganado poco a poco cierta demanda en el mercado y su uso se ha extendido a lo largo del mundo desde la década de los 80. A pesar de que se trata de energías limpias (no emiten CO2 o gases de efecto invernadero) diversos grupos de ambientalistas, al igual que políticos se oponen a ellas con pretextos como la destrucción de ecosistemas completos o con el simple hecho de crear leyes para que continúe el uso de los hidrocarburos como la fuente principal de energía.

Otra fuente de energía muy criticada por diversas organizaciones tanto políticas así como de carácter social es la energía nuclear, qué realmente es muy eficiente e incluso amigable con el medio ambiente, ya que por cada tonelada de U235 consumido por un reactor se procesan 20000 toneladas de carbón, una cifra realmente alarmante, ya que la quema de carbón mineral emite demasiado CO2.

Ya qué se está hablando acerca de la energía nuclear también  se debe hacer énfasis al concepto de la fisión nuclear que ha sido pionera para el desarrollo de la fusión con isótopos del hidrógeno, que hoy en día continúa en desarrollo, y haciendo cálculos, se estima que tan solo dos plantas de reactores termonucleares serian suficientes para abastecer de energía eléctrica a países como Francia.

A pesar de la gran eficiencia de esta energía diversos errores humanos como el accidente nuclear ocurrido en Chernobyl,Ucránia o los terremotos que afectan a el Japón y por ende a sus plantas nucleares, han sido suficientes pretextos para horrorizar este tipo de energía e ir poco a poco descartándola como una fuente viable.

Preguntas

¿Por qué utilizar la energía nuclear en lugar de la que nos proporcionan los combustibles fósiles?

¿Qué factores políticos  y ambientales impiden la implementación de más plantas nucleares y sistemas de ER como parques eólicos o fotovoltaicos?

Mencione las causas por las cuáles se trata de disminuir el uso de la Energía Nuclear