Història i Components del Sistema Energètic: Del Petroli a la Transició

Evolució Històrica de l'Explotació Energètica

Fites Cronològiques del Petroli i el Transport

• 1821 - 1876: S’exploten els primers pous moderns. El petroli s’utilitza per a il·luminació i obtenció de químics. Es creen les primeres empreses petroleres (Branobel, Standard Oil).
• 1876-1907: Bakú esdevé el primer gran centre mundial de producció de petroli, gràcies als germans Nobel. Apareixen els primers vehicles amb motor de combustió interna: 1886: Benz Patent Motorwagen; 1887: Motor Diesel; 1908: Ford T.
• 1908 - 1921: Es crea l’Anglo-Persian Oil Company. El petroli comença a substituir el carbó. Churchill modernitza la flota britànica.
• 1933-1948: Descobriment de jaciments supergegants a Kuwait i Aràbia Saudita.
• 1945-1960: URSS i EUA tenen mercats propis i “les Set Germanes” dominen el comerç internacional del petroli amb l’estàndard “Gulf Plus”.
• 1952-1958: Primeres veus discordants i incidents ambientals. Es produeixen el “Gran Borium” (1952, Londres), la “Teoria del Zenit” (1956) i la monitorització del CO2 (1958).
• 1960-1970: La creació de l’OPEP posa fi al domini de “les Set Germanes”. Europa i Japó negocien els preus directament amb els productors.
• 1971-1979: Inestabilitat de preus i subministrament. S’exploreixen altres fonts d’energia (nuclear) i petrolis més cars.
• 1976-1987: Nacionalització dels recursos petrolífers.
• 1984-2002: Es fixen preus al mercat independents del cost d’extracció.
• 2004-2014: L’especulació i l’entrada de nous actors (Xina) provoquen la pujada dels preus i la crisi. El carbó recupera quota d’ús. Els preus es mantenen alts durant anys i cauen a partir de 2014.

Etapes de l'Energia i Consum

Les Quatre Revolucions Energètiques

1. 1a – Foc: 1–2 M anys; Ús per a cuinar, calor, protecció; 0,1 kW/persona.
2. 2a – Agricultura i ramaderia: 10.000–20.000 anys; Primer sistema de captació solar; Assentaments humans.
3. 3a – Força animal: 6.000–7.000 anys; Els animals substitueixen els humans; Apareixen l’eòlica i l’hidràulica; 1,8 kW/persona.
4. 4a – Combustibles fòssils + electricitat: Segle XVIII; Industrialització, transport mecànic, consum massiu; Inici del canvi climàtic.

Actualment, el consum és principalment de combustibles fòssils. Espanya: 3,4 kW/pers; EUA: 9 kW.

Conceptes de Recursos i Reserves

Recurs: Tot el que hi ha al subsòl. Reserva: El que és viable tècnica i econòmicament extreure.

Classificació de probabilitat d’extracció: 1P (proved): 90%; 2P (probable): 50%; 3P (possible): 10%

Impacte del Creixement Energètic (1945-2020)

Població mundial $\times 3$; Usos energètics $\times 7,7$. Esdeveniments històrics clau: 1825 (ferrocarril), 1896 (automòbils), 1945 (Fi de la Segona Guerra Mundial), 1973-1979 (crisi petroli), 2008 (crisi econòmica global).

Distribució Geogràfica de Reserves Fòssils

La distribució geogràfica dels principals combustibles fòssils és la següent:

• Petroli: Aràbia Saudita (17,5%), Veneçuela (13,8%), Canadà (11,4%). Els 10 primers països ocupen prop del 85% de les reserves mundials.
• Gas Natural: Rússia (24,7%), Iran (17,1%), Qatar (13,1%). Alta concentració a Orient Mitjà i Euràsia.
• Carbó: EUA (31,1%), Rússia (18,5%), Xina (14,7%). Més del 60% concentrat en només 3 països.

EUA i Rússia acumulen més del 30% de les reserves mundials de combustibles fòssils. Poques zones controlen la major part dels recursos.

Estructura i Funcionament del Sistema Energètic

Definició i Components

Un sistema energètic és el conjunt d’elements que intervenen de forma relacionada en l’obtenció, transformació, transport i consum d’energia en un determinat territori. La seva funció principal és dotar d’energia la societat per permetre el seu funcionament econòmic, social i tecnològic.

Components del Sistema

• Fonts primàries: Energies que provenen directament de la natura.
• Sector energètic: Conjunt d’instal·lacions i activitats encarregades de transformar les fonts primàries en energia útil (Centrals elèctriques, xarxes de transport…).
• Energia final: Energia que arriba als usuaris després de la transformació i el transport (Electricitat, gasolina).
• Energia útil: Energia final un cop transformada per l’usuari per obtenir un servei concret (llum, calor, moviment).

Cadena de Valor del Petroli i Models de Gestió

Upstream: Prospecció $\rightarrow$ Exploració $\rightarrow$ Extracció $\rightarrow$ Transport a refineria.

Downstream: Refinació $\rightarrow$ Emmagatzematge $\rightarrow$ Distribució $\rightarrow$ Venda.

Models de Planificació

• Top-down: Satisfacció de demanda, grans sistemes de generació energètica.
• Bottom-up: Identificar necessitats i buscar solucions i sistemes per cobrir-les. Aplanar la corba de demanda.

Conflictes Socials i Transició Energètica

El Fenomen NIMBY

El fenomen NIMBY (Not In My Back Yard) és la reacció d’un grup social en contra de la realització d’una actuació concreta, sovint sense avís, que afecta un lloc concret però és de promoció forastera (en el sentit més localista).

Aquestes actuacions responen a decisions empresarials i/o administratives preses per agents supralocals, per servir interessos de caràcter supralocal.

La població local percep l’actuació com una amenaça a la seva qualitat de vida (ambiental, econòmica, paisatgística…) i hi reacciona en contra $\rightarrow$ Conflicte.

No sempre és fàcil diferenciar entre egoisme populista i objeccions justificades de qui ha de patir bona part dels danys, ni tampoc entre beneficis comuns i interessos privats de grans empreses en un projecte.

Gestió dels Conflictes

• A curt termini: Negociació dels tres agents (local, supralocal, administració) per acordar com s’executa el projecte.
• A llarg termini: Integrar agents locals en la planificació des del principi. Cas Zèfir (Catalunya): És un parc eòlic marí proposat a l’Ametlla de Mar tot i que va tenir una forta oposició per l’impacte paisatgístic i ambiental.

Motivacions de la Transició

1- El Zenit del petroli: La caiguda de producció no permet satisfer la demanda creixent (M.K. Hubbert, 1953).

2- Taxa de Retorn Energètic (TRE): Energia obtinguda / Energia invertida. Com més baixa és la TRE, menys eficient és la font.

3- Energia Neta (EN): Energia obtinguda - Energia Invertida. És clau per entendre la importància de l’energia disponible i no només de la total.

4- Espadat de Sèneca: “El creixement és lent, però el col·lapse és ràpid”, un model basat en el creixement està destinat a trencar-se.

Característiques del Petroli

L’API Gravity és l’indicador que determina si el petroli és lleuger o pesant en comparació amb l’aigua $\rightarrow$ Si API $>10^{\circ}$ flota; si API $<10^{\circ}$ s’enfonsa.

Els crus amb API $40-45^{\circ}$ són els més valorats.

La OPEP (Organització de Països Exportadors de Petroli) és una agrupació que regula quotes de producció i estabilitza els preus del petroli a nivell mundial.

Avaluació de Fonts Energètiques

Avaluació de diverses energies:

• PV (Fotovoltaica): Intermitent, baixa densitat, TRE moderada.
• Tèrmica: Barata i simple.
• Concentrada: Molta superfície, consum d’aigua.
• Eòlica: Bona capacitat, intermitent.
• Emmagatzematge: Car, pèrdues, limitacions materials.
• Fòssils amb captura de carboni: Tecnologia preferida per la BAU (Business As Usual), redueix l’eficiència de la planta, costos molt alts.