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USO RACIONAL DE LA ENERGIA
ANALIA FERNANDEZ
1
Algunos conceptos
sobre la problemática
energético-ambiental
Situación energética.
Durante miles de años, el hombre ha subsistido sobre la base de su propio
trabajo y el de los animales. Recién a mediados del siglo XVIII se inicia un
verdadero crecimiento exponencial del consumo de energía con la revolución
industrial, llegando a nuestros días con valores altamente significativos.
Durante el siglo XIX, el carbón fue el combustible dominante, relegado
posteriormente por el petróleo durante el siglo XX. En el panorama global, y
pese a que las fuentes renovables de energía adquieren cada vez mayor
importancia, el predominio en el uso de los combustibles fósiles es cada vez más
relevante. (Figuras 1-2)
Hombre primitivo
Cazador
Agricultor primitivo
Agricultor desarrollado
Hombre industrial
Hombre tecnológico
Hombre ecológico
8
12
17
25
30
40
?
8
17
50
135
280
?
16
30
100
370
?
5
60
270
?
Total
Trabajo
doméstico
Industria
y agro
Transporte
Alimento
Consumo de energía
Mj/persona día
Nivel de desarrollo
8
20
50
110
335
960
?
Figura 1. Evolución del Hombre y consumo
de energía. Fuente: Energías para el Siglo
XXI UNESCO 1981.
Figura 2. Consumo de energía en los últimos
6.000 años.
Fuente:
El uso indiscriminado de estos combustibles produjo bruscos cambios en sus
precios y disponibilidad, dando lugar en los años setenta a la llamada “crisis
energética” que tendrá importantes repercusiones en todos los sectores de la
economía, tanto a escala nacional como internacional.
En el año 1973 y posteriormente en 1979, la OPEP (Organización de Países
Exportadores de Petróleo), conformada en su gran mayoría por los países de
Medio Oriente, impuso elevar el precio del petróleo a sus compradores (Estados
Unidos, Europa y Japón) gravando con una importante carga la economía
5
USO RACIONAL DE LA ENERGIA
ANALIA FERNANDEZ
1012 kwh por año
mundial, provocando una inflación generalizada y un importante descenso de la
producción de la industria y del comercio. Actualmente, el aumento de la
producción petrolífera fuera de la OPEP redujo el control de la organización
sobre el mercado y los precios del combustible cayeron a valores más bajos de
los que se cotizaban antes de la segunda crisis del petróleo de 1979.
60
700
50
600
40
500
630
400
30
300
20
200
127
10
100
0
21
16
Berlin Oeste
Buenos
Aires
0
1931 1936
1941 1946
1951
1956
1961
1966
1971
Figura 3. Consumo energético mundial entre
1931 a 1971. Fuente: A. Ramachadran y J.
Gururaja, 1978
Nueva York
Moscu
Figura 4. Consumo de energía en Watts/m2
en grandes ciudades. Fuente: Evans-de
Schiller, 1995.
Entre 1941 a 1971 el consumo energético mundial cuadriplicó su valor (de 14 x
1012 kwh/año a 58 x 1012 kwh/año), siendo los países altamente desarrollados,
en particular las zonas céntricas de las grandes ciudades, y las zonas
geográficas más frías a quienes corresponde el mayor consumo de energía
convencional. (Figura 3). Asimismo, aproximadamente el 98% del consumo de
energía a escala mundial procedía de combustibles como el petróleo, el gas
natural y el carbón.
BIOMASA
14%
NUCLEAR
6%
PETROLEO
32%
HIDROELECTRICA
6%
GAS
19%
CARBON
23%
Figura 5. Estimación anual de consumo de
energía primaria en el mundo, 1992. Fuente:
Renewable Energy, 1996.
Actualmente, más del 90% de la
energía que se consume en el
mundo procede de combustibles
como el petróleo, el gas natural y el
carbón (Figura 5). De este consumo,
Estados Unidos gasta casi un tercio
de la energía que se produce en el
mundo, ubicándose en primer lugar
en cuanto a la utilización de reservas
naturales. (Gonzalo, 1998).
Buenos Aires y la mayoría de las
principales ciudades de nuestro país,
tienen un consumo moderado respecto
a las grandes ciudades del mundo
debido al clima templado, su ubicación
en latitudes bajas y en parte, a su
nivel de desarrollo (Figura 4)
6
USO RACIONAL DE LA ENERGIA
ANALIA FERNANDEZ
Producción y consumo de energía en Argentina.
Según datos de la Dirección General de Evaluación Energética de la Secretaría
de Energía de la Nación, el 97,23% del total de la oferta energética de nuestro
país (primaria + secundaria) es producida internamente, correspondiendo solo el
2,77% a importación. Si bien, esta disponibilidad de recursos energéticos propios
evitó la importación de energía de otros países, el consumo excesivo e irracional
de dichos recursos representó una pérdida importante para nuestro país ya que
debió afrontar inversiones innecesarias para su extracción y distribución. (Figura 6).
97%
Recursos propios
Importación
3%
Figura 6. Recursos energéticos propios e importados.
Las fuentes de energía primaria más importante en el país son el petróleo
(51,56%) y el gas natural (37,94%). El porcentaje restante (10,5%) corresponde
a la energía hidráulica, nuclear, leña, carbón mineral y residuos vegetales
(Figura 7). Asimismo, el 89% de la energía primaria se destina a los Centros de
Transformación (refinerías, plantas de tratamiento de gas, centrales eléctricas,
coquerías y carboneras) y solo el 3,52% se destina a Consumo (industria).
(Figura 8)
NUCLEAR
RESIDUO
VEGETAL
HIDRAULICA
GAS
NATURAL
LEÑA
CARBON
MINERAL
PETROLE
O
Referencias:
Petróleo 51,56%
Gas natural 37,94%
Hidráulica 1,9%
Residuos vegetales 1,5%
Nuclear 1,3%
Leña 1%
Carbón mineral 0,8%
Figura 7. Formas de energía primaria. Fuente: Secretaría de Energía de la Nación, 1984.
En nuestro país, la producción de petróleo y gas natural es sustancialmente
mayor al consumo promedio mundial, pero la energía proveniente del carbón y la
biomasa es muy baja.
7
USO RACIONAL DE LA ENERGIA
ANALIA FERNANDEZ
120%
100%
80%
60%
40%
20%
PRODUCCION IMPORTACION
95,57% +
4,97%
TOTAL
= 100% -
PERDIDAS
7,48%
OFERTA
= 92,52%
CONSUMO
3,53%
TRANSFORM.
89%
0%
Figura 8. Energía primaria: balance energético según datos de la Secretaría de Energía de la
Nación, 1984 (Fernández, 1989)
Respecto a las formas de energía secundaria, el gas distribuido por red
constituye el valor más representativo (30,90%) y otras formas intermedias
representan el 20,62%. En tercer lugar se encuentra el fuel oil 14,49% y la nafta
13,88% y en cuarto lugar la electricidad 8,18%. El volumen restante 11,93% está
constituido por gas licuado, no energéticos, gas de refinería, carbón residual,
gas de coquería, altos hornos y carbón de leña. Cabe destacar que del total de
la oferta de energía sólo el 1,09% corresponde a energía de importación. Los
porcentajes de distribución de la energía varían notablemente respecto a la
energía primaria; sólo un 14,57% se destina a Centros de Transformación y el
76,05% a Centros de Consumo. (Figura 9)
120%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
PRODUCCION IMPORTACION
98,89% +
1,09%
TOTAL
PERDIDAS
= 100% -
9,38%
OFERTA
= 90,62%
CONSUMO
76,05%
TRANSFORM.
14,57%
Figura 9. Balance energético según datos de la Secretaría de Energía de la Nación.
Energía secundaria. (Fernández, 1989).
La oferta energética de Argentina (tanto de producción nacional como de
importación) es absorbida por distintos sectores de la economía, principalmente
por el transporte, la industria y el sector residencial y comercial (Figura 10).
Asimismo, la mayor demanda de energía de este último sector corresponde a
iluminación y al acondicionamiento térmico de los edificios (calefacción y
refrigeración). Entre otros rubros se ubica el calentamiento de agua, las
máquinas eléctricas como bombas, los ascensores, etc.
Esta demanda de energía corresponde a recursos provenientes de distintas
fuentes no renovables y a su vez contaminantes (Figura 11); y si bien nuestro
país posee aún recursos energéticos fósiles a precios relativamente bajos, la
situación energética actual, tanto a escala nacional como internacional, induce a
un cambio inmediato en la disponibilidad de estos recursos, optimizando las
condiciones de habitabilidad con menores consumos.
8
USO RACIONAL DE LA ENERGIA
ANALIA FERNANDEZ
CONSUMO FINAL
0,53%
Ajustes
29,53%
Industria
5%
Carbón leña
Agro
32,46%
Leña
Fuel oil
25,35%
Intermedios
Residencia y
comercio
Nafta
Gas licuado
Gas por red
Electricidad
Transporte
ENERGETICOS
92,75%
Otros 3,37%
3,87%
Petroquímica
NO ENERGÉTICOS 7,25%
32%
30%
10%
11%
25%
33%
25%
42%
5%
32%
33%
5%
17%
26%
36%
38%
INDUSTRIA
OTROS
TRANSPORTE
RESIDENCIA
Y COMERCIO
REINO
UNIDO 1992
REINO
UNIDO 1960
ARGENTINA
1984
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
ARGENTINA
1970
Figura 10. Consumo de energía en Argentina, 1984.
Figura 11. Situación comparativa de consumo de energía de los distintos sectores: Argentina 1970
y 1984 con Gran Bretaña en 1960 y 1992.
9
USO RACIONAL DE LA ENERGIA
ANALIA FERNANDEZ
“Debemos considerar que ya falta solo media generación para que la producción
de petróleo mundial comience a declinar, y que la sustitución de este por energía
nuclear, planteada como la panacea una década atrás, implica gravísimos
riesgos ecológicos y técnicos y ya hay países donde se anularon totalmente
futuros desarrollos de usinas nucleares. La utilización racional de otros
combustibles tradicionales podría suavizar el cambio entre la utilización actual de
energías convencionales y la implementación de tecnologías energéticas
alternativas.” Gonzalo, 1998.
En este contexto, es prioridad tener conocimiento de los porcentajes de energía
que consume cada sector de la economía, el o los tipos de energías de mayor
demanda, su origen y sus características cualitativas con el objetivo de generar
estrategias de ahorro o conservación de la energía, a partir de la eficiente
utilización y control de los recursos.
Consumo de energía del sector residencial y comercial.
En nuestro país, el gas distribuido por red constituye mas de la mitad de la oferta
de energía que consume el sector residencial y comercial. En segundo término
se ubica la electricidad (Figura 12). Con estos datos, podemos realizar un
análisis de las características de ambos recursos energéticos para analizar el
potencial futuro, su nivel de contaminación, su disponibilidad y su costo.
CARBON
DE LEÑA
ELECTRICIDAD
NAFTAS
GAS
LICUADO
GAS POR
RED
FUEL OIL
LEÑA
INTERMEDIOS
Referencias:
Gas por red 51,4%
Electricidad 18,4%
Gas licuado 12,7%
Intermedios 12,6%
Fuel oil 1,3%
Leña 2,3%
Nafta 0,7%
Carbón de leña 0,6%
Figura 11. Recursos energéticos destinados al sector residencial y comercial.
1. Gas natural.
Con relación a su origen se diferencian dos tipos: la captación de las reservas
gasíferas y la captación de explotaciones petrolíferas.
Los yacimientos gasíferos son formaciones geológicas subterráneas que
contienen hidrocarburos (compuestos orgánicos constituidos por dos elementos:
hidrógeno y carbono) en estado gaseoso exclusivamente y que están al margen
de toda formación petrolífera. En general, el gas obtenido de reservas gasíferas
tiene en la boca de la perforación una presión suficientemente elevada que
permite el transporte de la producción hasta el centro de recolección.
10
USO RACIONAL DE LA ENERGIA
ANALIA FERNANDEZ
El gas distribuido por red representa más de la mitad del total de energía
requerida por el sector residencial y comercial. Nuestro país produce el 89% del
total de gas natural requerido y el 11% restante es de importación.
PROPIO 5,5%
CONSUMO
PERDIDAS Y
AJUSTES 1,5%
IMPORTACION
NO APROVECHABLE 18%
Esta fuente de energía convencional, proveniente de recursos fósiles, tiene un
porcentaje de factibilidad importante en nuestro país pese a su característica de
energía no renovable. Además de su alto calorífico, su costo es bajo por no
requerir gastos de producción en razón de hallarse en estado natural. Su
rendimiento es del 75% (Figura 12)
18%
Figura 12. Rendimiento del gas natural.
TOTAL 75%
PETROQUIMICA 1,35%
OFERTA 80,5%
OFERTA INTERNA
82%
OFERTA TOTAL 100%
PRODUCCIÓN NACIONAL
DE GAS NATURAL 89%
11%
RESIDENCIA
Y COMERCIO
38,65%
INDUSTRIA
34%
PERDIDAS 1%
En los yacimientos petrolíferos, la extracción del petróleo trae aparejada una
producción de gas que es transformada en refinerías. Su mayor rendimiento se
encuentra en yacimientos nuevos.
El gas de refinería no se utiliza en el sector residencial y comercial. Su volumen
de producción es absorbido casi totalmente para consumo propio de este sector
energético.
2. Derivados del Petróleo.
El sector residencial y comercial demanda algunos derivados del petróleo en un
porcentaje total del 27,3%. Los principales derivados son: gas licuado,
intermedios (queroseno, etc.), fuel oil y nafta.
Para convertir petróleo crudo en productos útiles hay que refinarlo. Para ello se
utilizan dos procedimientos: la destilación fraccionada (Figura 13) que permite
11
USO RACIONAL DE LA ENERGIA
ANALIA FERNANDEZ
separar las fracciones más ligeras de las mas pesadas y el cracking o craqueo
catalítico donde se utiliza calor, aumento de presión y ciertos catalizadores para
convertir algunas de las fracciones más pesadas obtenidas por destilación en
otras más ligeras para incrementar su utilidad.
Este recurso energético convencional y sus derivados son contaminantes.
Gas
Gas embotellado. Productos químicos
Gasolina
110ºC
Gasolina para vehículos
Nafta
Químicas
Queroseno
180ºC
Combustibles para motores de reacción,
parafinado para calefacción, alumbrado, etc.
Diesel
Combustibles diesel para trenes.
Fuel-oil
260ºC
Aceites
Bitumen
140ºC
Combustibles para barcos, fábricas,
calefacción central, etc.
Aceites lubricantes,
ceras, etc.
abrillantadores,
Bitúmen
para
impermeabilizantes,
tejados, asfaltos, etc.
Figura 13. Destilación fraccionada del Petróleo.
OFERTA 97,9%
OFERTA TOTAL 100%
PRODUCCIÓN NACIONAL
DE PETROLEO 100%
PERDIDAS
2,11%
SECTOR
RESIDENCIAL
Y COMERCIAL
1 - GAS
LICUADO
O
2- GAS
REF REF.
REFIN
3- FUEL
OIL 27%
1’ - GAS
LICUADO
O
2’
3’- F-OIL
4-NAFTA
26%
4’-NAFTA
1” GAS LICUADO 4,45%
5- QUEROSENO
38%
5’- QUEROSENO
3”
4”
5” QUEROSENO 4,22%
Figura 14. Rendimiento del Petróleo. Referencias: 1-GAS LICUADO 5% a 5,13% 4,45% 2- GAS
DE REFINERIA 1,89% a 0,15%, 3-FUEL OIL 27% a 8,11% a 0,41%, 4-NAFTA 26% a 25,18% a
0,22%, 5-INTERMEDIOS 38% a 31,78% a 4,22%
12