ANALISIS DEL PROBLEMA ENERGETICO, LOS IMPACTOS AMBIENTALES, SOCIALES, Y ECONOMICOS Y PROPUESTAS DE EFICIENCIA ENERGETICA J. C. Borhi1, L. H. Hernández 2, P. R. Juárez 3, J. Loguercio 4 e-mail: [email protected] Grupo de Estudios Sobre Energía (G. E. S. E.) Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Gral. Pacheco. Buenos Aires, República Argentina. Capítulo: Energía y Cambio Climático - ECC PANORAMA ENERGETICO En primer lugar, trataremos de dejar planteado cuales son los principales factores que están involucrados en lo que se denomina el " Problema Energético”. Distribución por Fuente Energética: si uno observa como es la distribución en base al consumo de energía (tanto a nivel mundial o por continente, región o país) vemos que nos encontramos con una alta dependencia de los combustibles llamados "tradicionales" como el petróleo, el carbón y el gas natural. Para cuantificarlo consideramos que alrededor del 80 al 90 % de la demanda energética, se cubre con energía proveniente de combustibles de origen "fósil". Si bien algunos estudios indican que el uso de otros tipos de energia, haria descender esta participación a un 70 % para el año 2020, el consumo general de energia debera aumentar, para poder satisfacer una mayor población y bienestar mundial. Estamos entonces ante el 1° gran problema, pues necesitaremos usar una mayor cantidad de combustibles. El 90 % de éstos son de origen " fósil " y justamente, estos,.............. “SE AGOTAN " Precio de Petróleo: aquí debemos señalar que el mismo se mantuvo prácticamente invariable por alrededor de 60 años, ya que el barril de petróleo tenía en el año 1914, un valor cercano a 2-U$S, mientras que para el año 1970 había ascendido a 2,3-U$S el barril. Es entonces en el año 1973, con la guerra desatada entre Egipto e Israel, que el precio del mismo trepa a un valor de 14-U$S el barril, y en 1978, cambio de gobierno mediante en IRAN, el precio del barril de petróleo asciende a 45 U$S. Estas fechas son muy importantes porque justamente a partir del año 1973 se empieza a hablar y padecer los efectos de una crisis energética, que en los principales países se hace sentir notoriamente; dando lugar, como contra partida, a una gran intensificación de las investigaciones, en las energías alternativas, y a utilizar de una manera más eficiente las que ya se estaban empleando. Emisiones: En tercer lugar, veamos como el ambiente es afectado por la generación de energía. Entre las emisiones más contaminantes, podemos señalar: 1

J. C. Borhi, GESE, UTN Fac. Reg. Gral. Pacheco, Bs. As. Argentina, e-mail: [email protected] L. H. Hernández, GESE, UTN Fac. Reg. Gral. Pacheco, Bs. As. Argentina, e-mail: [email protected] 3 P. R. Juárez, GESE, UTN Fac. Reg. Gral. Pacheco, Bs. As. Argentina, e-mail: [email protected] 4 J. Loguercio, GESE, UTN Fac. Reg. Gral. Pacheco, Bs. As. Argentina, e-mail: [email protected] 2

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Dióxido de Carbono. Monóxido de Carbono. Dióxido de Azufre. Óxidos de Nitrógeno. Compuestos Orgánicos Volátiles.

De todos estos, debido a la generación energética, cobran un papel preponderante, el Dióxido de Azufre, y el Dióxido de Carbono. Dichas emisiones, medidas en millones de toneladas por año, para la comunidad europea, arrojan las siguientes cifras: CO2..3042 millones de Ton./año CO.......33 millones de Ton./año SO2....15,6 millones de Ton./año NOX...12,1 millones de Ton./año VOC......5,2 millones de Ton./año Para el caso particular del CO2, digamos que en el mundo se emiten alrededor de 7000 millones de Toneladas/año; y que de este total, se considera que alrededor del 50 % se debe a las emisiones del sector industrial, por la generación de energía. Los efectos que traen aparejados estos dos tipos de emisión son, en el caso del SO2, la "Lluvia Ácida"; mientras que el CO2 es el causante del "Efecto Invernadero" que, según datos de la Organización de las Naciones Unidas, daría lugar a un aumento de temperatura en los próximos años, de 0,3 grados por década. Por otro lado veamos como ha aumentado la concentración de CO2 a través del tiempo.

Y en definitiva como debido al efecto invernadero este aumento de la concentración de CO2 además de otros gases, ha favorecido el aumento de temperatura en nuestro planeta.

Todo ello obligó a que en 1997 en el tratado de Kyoto/Japón se tratara de aplicar una serie de medidas para disminuir la emisión de CO2 a nivel Mundial. -Ante este panorama, que sucede con las llamadas "Energías Alternativas". -En el caso de la “Energía Nuclear”, digamos que la energía eléctrica debida a la misma, en el mundo, representa un 15 %, mientras que la energía nuclear comparada con otras fuentes energéticas es de un 4 %. Pero no podemos ignorar las controversias que la energía nuclear despierta en la población. -En cuanto a la “Energía Solar y la Eólica”, a la fecha, todavía están (desde el punto de vista económico) en desventaja competitiva respecto de las tradicionales, y su uso está restringido a casos particulares, donde se toma en cuenta aspectos muy puntuales, como el clima del lugar, la no existencia de redes eléctricas, etc. Su participación a nivel mundial es del orden del 3 %. La tecnología futura dirá si se puede hacer un mayor aprovechamiento de la misma. -La “energía Hidroeléctrica” es otra alternativa, que en el caso de nuestro país es muy favorable, pero a nivel mundial depende de las características particulares de la región. Debemos agregar que trae aparejada la inundación de grandes áreas de tierra, deforestación y, que el precio de la construcción de estas centrales es elevado, así como el tiempo que demanda hasta su puesta en marcha. -Como para redondear el tema de energías alternativas debemos hacer mención a la Fusión Nuclear. Según el mundo científico, su estudio y posterior concreción, para su utilización a nivel general, permitirá resolver la tan mentada " crisis energética "; pero ello, recién será factible a mediados de este siglo. -Otros mencionan a la “Energía del Hidrógeno”, como la que será capaz de resolver gran parte de los problemas que están involucrados en el tema energético. -Además de las mencionadas, existen otras series de energías del tipo alternativo, algunas de las cuales ya son realidad, mientras que otras están aún en estudio. Algunos ejemplos de nuevos desarrollos son los siguientes: - Stirling Solar - Chimenea Solar Todo parecería indicar que la dependencia futura no será de una fuente energética con tan manifiesta preponderancia sobre las demás, como lo es actualmente sino que habrá un espectro más diverso de posibilidades adecuándose en cada caso a las características particulares de cada región y/o país. Todo lo hasta aquí expuesto podría resumirse, en una serie de "ideas".

1-Alta dependencia de combustibles fósiles, y estos................................SE AGOTAN 2- Elevado precio del combustible 3- Contaminación ambiental 4-Energías alternativas.................SEGUIR INVESTIGANDO. Ante este panorama la pregunta es:

¿QUE HACER?

Que hacer para seguir creciendo y mantener el confort alcanzado, que por otra parte debe llegar todavía a una mayor cantidad de población, ya que son muchos los que no acceden a gozar de los beneficios de la tecnología disponible hoy en día. Una de las opciones, mientras continúan las investigaciones en otros campos, es el: "AHORRO ENERGÉTICO". Pero como no es cuestión de ahorrar, y resignar el nivel de confort alcanzado, cambiaremos el lema de "AHORRO ENERGÉTICO" por el de: "USO RACIONAL DE LA ENERGÍA" Sintéticamente, a partir de aquí:

“ U. R. E. "

Los estudios realizados permitieron arribar a la conclusión de que la energía disponible hasta ese momento, no se estaba utilizando sino que directamente "SE DESPILFARRABA", con poca o ninguna conciencia de lo que esto implicaba. A partir de la toma de conciencia primero y la posterior aplicación de medidas correctoras, es que los principales países logran revertir la tendencia esperada, en lo que a consumo de energía se refiere, y bajan ésta en aproximadamente un 12 a 15 %. Por todo lo expuesto, y otras muchas consideraciones que se podrían llegar a hacer, es que algunos autores, sostienen: que el.................... "U.R.E." es una:

"NUEVA FUENTE ENERGÉTICA"

Teniendo en cuenta que: Conservar energía no significa:  Reducir la producción, o  Reducir el confort y/o la satisfacción del hombre. Sino que considerando la energía como un factor de costo y de producción que tiene que utilizarse de manera consciente para lograr:  Costos mínimos de Producción.  Calidad máxima del producto.  Operación confiable de la planta. CONSERVAR ENERGIA QUIERE DECIR: “Utilizar la energía de manera racional y mas eficaz logrando por tanto una productividad por unidad de energía consumida mas alta.”

ESTADISTICAS DE DIAGNOSTICOS ENERGETICOS A continuación, y valiéndonos de cuadros demostrativos, gráficos y demás elementos de análisis, brindamos, un resumen Estadístico de la Energía que es Factible de Ahorrar, obtenido a partir de distintos trabajos realizados, sobre 21 Diagnósticos Energéticos. 1- Consumo de Energía. Este 1º gráfico permite visualizar, como está distribuida, según el rubro, el consumo de energía valuado en T.E.P./ Año, en el conjunto de las empresas analizadas. Nota:T.E.P.=Tonelada Equivalente de Petróleo=107 Kcal. Total de Energía Evaluada...............18.310,8 T.E.P Total de Energía Eléctrica Evaluada...7.665,4T.E.P. Total de Energía Térmica Evaluada...10.645,4 T.E.P CONSUMO DE ENERGÍA

Eléctrica 42%

Térmica 58%

2-Porcentaje de Ahorro sobre consumo de energía. Los siguientes cuadros, indican el porcentaje de Ahorro que es factible de obtener, según el tipo de Energía consumida, considerando a la Energía Eléctrica y a la Térmica por separado. A. El que se refiere al Porcentaje de Ahorro sobre el consumo de Energía Eléctrica, nos muestra valores que van desde el 1% hasta un 16,7%, según la empresa considerada. % de AHORRO sobre CONSUMO de ENERGÍA ELÉCTRICA 18

16,7

16 Porcentaje

14 12 10,5

10 8 6

5,8

4

1,7

2

0

1

0 1

2

3 4 Empresas

5

6

En el caso de las empresas Nº1, Nº2 y Nº6, estos ahorros se debieron a mejoras en el Factor de Potencia. En cambio, los ahorros en las empresas Nº3 y Nº4, se lograron en virtud de optimizar el sistema de iluminación. El caso de la empresa Nº5, es de destacar, pues si bien no se obtuvo un ahorro energético, se consiguió un ahorro económico, actuando sobre la energía eléctrica, tal como lo podremos ver más adelante. B-Tenemos ahora, el cuadro que nos muestra, el Porcentaje de Ahorro sobre el consumo de Energía Térmica, donde encontramos una gran dispersión de valores, aunque podemos hablar de un valor promedio que oscila alrededor del 20%. Sin embargo, conviene destacar, que en algunos casos, se han logrado ahorros de Energía Térmica, de hasta un máximo de 54%, así como un mínimo de 9%. 55

% DE AHORRO SOBRE CONSUMO DE ENERGÍA TÉRMICA

50 45 Porcentaje

40 35 30 25 20 15 10 5 0 1

3

5

7

9

11 13 15 17 19 21

Empresas

En su mayor parte, debido a:  Mejoras en la eficiencia de Combustión.  Mejor aprovechamiento del Sistema de Distribución de Vapor.  Aislaciones Térmicas. 3- Ahorro Total de Energía. A continuación, tenemos el detalle de la Energía que es factible de ahorrar, discriminada por empresa, y aclarando en observaciones aquellos casos en que para lograr el ahorro, no hizo falta inversión monetaria alguna, por parte de la empresa evaluada.

EMPRES A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

AHORRO ANUAL de ENERGÍA (T.E.P.) Observaciones ELÉCTRICA

3

TÉRMICA 119,7 357,5 11’6 176,4 154,2 231 9 10,4 36 26,5

Eléctrica

Térmica S/I S/I

S/I S/I

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 Parciales Totales

182 111,5 29,4 440 57,7 3 77,6 3,3 87,8 8,9 121,5 16,2 7,3 4 25,3 2268,9 2294,2 8,7

S/I

Nota: S/I = Sin Inversión.

4- Economía Potencial de Energía. Haciendo un análisis del total de energía que podría ahorrarse, tenemos que el 1,1 % corresponde a Energía Eléctrica y que el restante 98,9 %, a Energía Térmica. A su vez, digamos que este ahorro se logró de la siguiente manera: 58 %--------------------- Con Inversión. 42 % --------------------- Sin Inversión. Este último, es así dado que simplemente se trata de la puesta a punto de equipos, corrigiendo algunos parámetros con los que estaba operando.

ECO NO M ÍA PO TENCIAL DE ENERG ÍA 100 90 80

42%

70

SIN INVERSIÓ N

60 50 40 30

58%

CON INVERSIÓ N

20 10 0

Conviene aquí que nos detengamos un momento para hacer unas aclaraciones: -En primer lugar, que la mayoría de los ahorros propuestos, se realizaron sobre la base de obtener un mejor rendimiento de los equipos y/o sistemas ya existentes. - En segundo lugar, a partir de los distintos datos entregados hasta ahora, hemos visto la preponderancia del ahorro obtenido en la parte Térmica por sobre la Eléctrica, siempre desde el punto de vista Energético. Pero si ahora analizamos a la Energía Eléctrica, desde el punto de vista de los costos, tenemos el siguiente cuadro, de Porcentaje de Ahorro sobre Costo de Energía Eléctrica Anual.

% DE AHORRO SOBRE COSTO DE ENERGÍA ELÉCTRICA 45

40,4

40 35

Porcentaje

30 25

23

20,7

20 15

10,2

10

10 5

1

0 1

2

3

4

Empresas

5

6

Donde podemos apreciar el cambio significativo respecto de los porcentajes de ahorro sobre Consumo de Energía. Aquí podemos observar el caso de la empresa Nº5, que anteriormente teníamos con 0% de Ahorro Energético, pero que sobre los costos resulta con un Ahorro de 20,7 %. Todo esto debido a análisis del cambio de suministro de Energía y de la Potencia convenida, principalmente. Es decir, que la empresa puede reducir costos, sin disminuir por ello, el valor del consumo de Energía Eléctrica. ANALISIS ECONOMICO A continuación, y para dar un idea más acabada del tema, indicaremos en US$/ año, los ahorros que se han obtenido, diferenciando si éste se trata de un Ahorro de Energía Térmica o Eléctrica, además de señalar el monto de la inversión destinada a tal fin, así como el período de repago de la misma, ubicado entre paréntesis.

EMPRESA

AHORRO ECONÓMICO ( U$$/ AÑO)

1

E. TÉRMICA 14.125

2

5.288

3

E. ELÉCTRICA

1.732

2.603

4

25.417

5

13.764

6

22.849

7

1.678

INVERSIÓN ( U$$ ) E. ELÉCTRICA

991 (7)

E. TÉRMICA S/I 2.6664 (6) S/I 10.242 (7) 1.880 (11) 2.849 (5) 1.364 (10)

8 9 10 11 12

4.007

3.050 3.566 8.478 24.266 5.188

13

3.613

14 15

2.654 948

3.033 (5)

S/I S/I 1.118 (2) 1.666 (1) 833 (2) 1.832 (12) 844 (7) 416 (11) 22.900 (12)

16

4.580

41.403

S/I

17

22.793

12.433

13.519 (7)

4.152 (4)

7.500 (4)

1.153 (12) 2.797 (4) 3.800 (9) 220 (2)

18 19 20 21

2.496 26.200 2.914

19.742 5.030 1.319

150 (1)

Nota: ( ) = Período de Repago (meses). S/I = Sin Inversión.

-NORMAS AMBIENTALES Otro punto significativo lo constituye la aparición en el año 1996 de una normativa, internacionalmente aceptada, destinado a “Sistemas de Gestión Ambiental” (SGA), la Norma ISO 14000: 1996. El SGA provee un marco global para gestionar las actividades relacionadas con el ambiente en el corto, medio y largo plazo. Incluye las responsabilidades, los procedimientos, los procesos y los recursos para desarrollar e implementar una Política Ambiental. Permite:  Facilitar el cumplimiento de la normativa aplicable.  Establecer prioridades y objetivos de mejoras.  Asignar recursos económicos y humanos.  Definir responsabilidades sobre el ambiente.  Establecer procedimientos para una correcta operación para alcanzar los objetivos.  Establecer el proceso de medición, seguimiento y archivo de los parámetros claves.  Gestionar adecuadamente los riesgos ambientales.  Prever la evolución de la legislación ambiental.  Establecer un proceso de auditoria y revisión.  Mantener una comunicación adecuada con las partes interesadas tanto internas como externas. Su objetivo principal es: “Mantener la protección ambiental y la prevención de la contaminación en equilibrio con las necesidades socioeconómicas”.

-Normas sobre “SISTEMAS DE GESTIÓN ENERGÉTICA” UNE 216301:2007 “SISTEMA DE GESTIÓN ENERGÉTICA” En 2007 España implementa una norma referente a sistemas de gestión energética, la cual tiene una:     

Estructura según la norma ISO 14001 Es aplicable a todo tipo de organizaciones Utiliza el modelo PHVA (planificar - hacer - verificar - actuar) de mejora continua. Es independiente Compatible con otros sistemas

Sus objetivos son:  Fomentar la eficiencia energética en las organizaciones  Fomentar el ahorro de energía  Disminuir la emisiones de gases que provocan el cambio climático Permite:  Mejorar la eficiencia energética de sus procesos de forma sistemática  Establecer, implementar, mantener y mejorar un sistema de gestión energética  Incrementar el aprovechamiento de energías renovables o energías excedentes propias o de terceros  Asegurar su conformidad con su política energética  Demostrar esta conformidad a otros  Buscar la certificación de su sistema de gestión energética por una organización externa Para fines del año 2010 la ISO emitirá una norma internacional sobre eficiencia energética para acompañar los desafíos que la sociedad requiere.

-DESARROLLO SUSTENTABLE. Otro punto importante es ver la relación existente entre el PBI y el consumo de energía. En ese sentido es de destacar que durante mucho tiempo se sostenía que para aumentar en una unidad el PBI, había que aumentar en una unidad el consumo de energía, esto ponía un gran interrogante al Desarrollo Sostenible. Pero a partir de la crisis de 1973, y Japón es claro ejemplo de ello, esta idea cambió. Tal como vemos en el siguiente gráfico:

COMENTARIO FINAL El objetivo de este trabajo fue el mostrar algunos de los aspectos mas relevantes que hacen a la problemática energética y su vinculación con distintos aspectos, como ser el ambiental, el económico y el desarrollo sustentable entre otras cosas. La conclusión es que a través del URE y la aplicación de normas ambientales - energéticas se puede contribuir a un mejor aprovechamiento de los recursos, a disminuir la contaminación ambiental y a generar ahorros económicos.