La Energa PASADO PRESENTE Y LO QUE VENDR

La Energía PASADO, PRESENTE Y LO QUE VENDRÁ 5 to. Congreso Latinoamericano y del Caribe de Gas y Electricidad Buenos Aires, 15 al 18 de mayo de 2006 Roberto E. Cunningham Director General, IAPG 1

Esquema básico del itinerario de la energía Fuente Primaria Portador Energético Usuario Final 2

Evolución y Energía Hombre-Animales Diferencias y Semejanzas 3

Evolución del Consumo de Energía energía resto alimentos tiempo 4

MODELOS ENERGÉTICOS 5

Modelo Energético Preagrícola Pleistoceno çFuego, 400. 000 Ac, China çCaza-Recolección çFuente primaria: leña, tracción a sangre humana çHombre de Pekin çBarrera: incremento del aprovechamiento de energía per cápita 6

Modelo Energético Agrícola Neolítico çAsia Central çRevolución del Neolítico, 8000 a. C çUr, Jericó çGrandes Valles (Tigris-Eufrates, Nilo, Indo, Amarillo) çPotencia de tiro, Asia Occidental, 4. 500 a. C çVehículos con ruedas, Sumer, 3. 000 a. C çFuentes primarias: leña. tracción a sangre animal y humana çBarrera: incremento de la productividad 7

Modelo Energético Agrícola Avanzado Antigüedad - Medio Oriente çInventos: arado de hierro, herradura (agro), hacha reja de hierro (bosques), martillo, tenazas, sierras, engranajes, palanca, tornillo, cuña, polea (hombre), arnés (buey vs caballo). çMadera: máquinas, barcos, carros, herramientas, casa. Expansión a regiones áridas y semiáridas. Ingeniería hidráulica para riego. Control centralizado del agua. Planificación. çComienza el consumo indiscriminado de madera. çFuentes de Energía: las mismas con mayor productividad y se agrega viento. çBarrera: soberanos y burócratas poco afectos al cambio. 8

Herrería, S VII, Compludo, España 9

Herrería, S VII, Compludo, España 10

Torno 11

Modelo Energético Preindustrial Europa Feudal çEuropa feudal. Cambio de régimen político. çAgro dependencia de lluvias no controlables. çSociedad hábil en adaptar inventos de otras (timón, brújula, pólvora, papel, imprenta, estribo, molinos). çArnés de collera (caballo vs buey). çMolinos hidráulicos, 1 -3, 5 CV, 50. 000 en Inglaterra, S XI. çMolinos de viento, 10 -30 CV çHolanda. çFuentes de Energía: tracción a sangre, madera, agua, viento. çIndustria textil. çBarrera: escasez de madera (primer cuello de botella) 12

Molino de Viento y otros artefactos 13

Molino Hidráulico y Forja 14

4 Hasta acá, en esencia, se tiene un único sistema en cuanto a fuentes primarias de energía. 4 El único cambio es el aumento de productividad 15

Modelo Energético Industrial Gran Bretaña, S XVIII (pero el candidato era Holanda) La Revolución Industrial El cómo y el qué Por primera vez en la historia el producto crece en forma más rápida que la población en forma sostenida 16

26 -V-1733 24 -VI-1738 1764 1768 Patente de lanzadera volante (John Kay, relojero de Bury) Patente de huso de hilar lana y algodón (John Wyatt, carpintero de Lichfield y Lewis Paul, hijo de un exiliado francés. Desarrollo en forma casual y sin patentamiento de la máquina de hilar promovida denominada jenny (James Hargreaves, carpintero en Blackburn). Patente de hilar hilo de algodón para urdimbre en reemplazo del lino importado (Richard Arkwright, peluquero analfabeto de Preston y denominada water frame. LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL ES UN HECHO 17

“Mula” de Crompton 1779 Huso de Arkwright, 1769 18

1712 5 -I-1769 Diseño y construcción de la máquina atmosférica de Thomas Newcomen, herrero de Devonshire que se carteaba con Robert Hooke, secretario de la Royal Society, empleada en la extracción de aguas en minas, con alto consumo de energía. Patente de la “máquina de vapor” del empresario James Watt con reducción considerable del consumo de energía. LA INDUSTRIA TEXTIL SE LIBERA DE LA ENERGÍA HUMANA 1709 Introducción del coque para producción de arrabio en un alto horno (Abraham Darby, Coalbrookdale) EL HIERRO SE LIBERA DEL BOSQUE 19

Hombe Máquina de Vapor de Watt, 1774 La máquina de Vapor de Newcomen, 1712 Por primera vez en la historia el hombre transforma industrialmente calor en trabajo. 20

Importaciones de algodón bruto, ton/año 161 -75 2. 000 1775 -80 2. 000 1782 5. 300 1785 8. 000 1790 13. 700 1802 27. 000 Precio del hilo N° 100, chelines/lb Producción de arrabio, ton/año 1786 38 1720 25. 000 1790 30 1788 68. 000 1795 19 1796 125. 000 1800 9 1806 244. 000 Precio de una pieza de percal: 1814 6 chelines 1829 1 chelín 2 peniques LA TECNOLOGÍA ES EL ÚNICO AGENTE CAPAZ DE GENERAR VALOR AGREGADO 21

La Revolución Industrial 4 Royal Society 4 Royal Exchange 4 Pub 22

La Revolución Industrial El por qué 8 Explicación sociológica: Max Weber 8 Explicación económica: E. A. Wrigley 23

Explicación Económica El Modelo Energético Preindustrial 6 Capital 6 Tierra 6 Trabajo Utilidades decrecientes y los economistas clásicos 24

Modelo Energético Preindustrial Las cuatro necesidades básicas: 4 Alimento 4 Vestido 4 Alojamiento 4 Lumbre Agrodependencia. Oficios. 25

Modelo Energético Preindustrial Sistema de economía de la producción con realimentación negativa 26

Modelo Energético Preindustrial Lo que no tuvieron en cuenta los economistas clásicos: ä SXVI-XIX aumenta la producción agrícola per cápita. ä Aumenta el área destinada a pasturas frente a cultivos. ä Comienza a emplearse carbón mineral al escasear la madera. Como consecuencia: ä Aumenta la capacidad de tracción a sangre animal y de forraje. ä El agro libera mano de obra. ä Nueva fuente de energía, disminuye la agrodependencia. 27

y Holanda? . . . 28

Transición El gran dilema: Flujos de energías renovables versus Reservas de energías agotables 29

Explicación Sistema con realimentación negativa versus Sistema con realimentación positiva 30

Además. . . El hierro y la máquina a vapor 31

La transición no fue brusca: Sustitución de ruedas hidráulicas por máquinas a vapor Ruedas Hidráulicas Sheffield, 1794 Industria Textil Británica, 1839 106 2. 230 (28. 000 CV) Máquinas Vapor 5 3. 051 (74. 094 CV) 32

Pero el crecimiento de la máquina a vapor fue vertiginoso: 33

Matrices Energéticas Matriz energética en Estados Unidos, en 1851 34

Matriz energética en Gran Bretaña, en años previos a la Revolución Industrial Matriz energética en Gran Bretaña, en años posteriores a la Revolución Industrial 35

Después del carbón. . . El gas de hulla y el petróleo 36

Para terminar volvamos al gráfico inicial Sociedad Primitiva 2 Cazadora. Recolectora 5 Agrícola 12 Agrícola Avanzada 20 Kcal / dia. capita Preindustrial 60 Industrial Avanzada 125 Moderna Industrial 240 37

Valores Relativos de Consumos Energéticos A: consumo periférico sociedad industrial. B: alimento. C: energía mecánica 100 A 1 B 0, 2 C Equivalente al consumo periférico por 38 tracción a sangre humana 500 individuos

Capacidad de un individuo por tracción a sangre 20 % de su alimento (400 -600 kcal/día) Supongamos 1. 000 u$s/mes valorizamos la caloría humana Supongamos un barril a 50 u$s valorizamos la caloría del petróleo Comparemos ambos valores ¿cuál es más barato? 39

y, finalmente, Ineficiencia energética 40

PRODUCCIÓN DE PAN: 1. 2. 3. 4. 5. 6. Se ara la tierra con un tractor Se siembra trigo Se aplican fertilizantes y plaguicidas Se cosecha el grano con una cosechadora y se embolsa. Las bolsas se cargan en un camión. Se las transporta a un molino donde el grano se transforma en harina. 7. La harina se embolsa y transporta a una panificadora. 8. En la misma, la harina es refinada y blanqueda. 9. La harina se enriquece con niacina, hierro, tianina y riboflavina. 10. Se adiciona propianato de calcio como preservante y acondicionadores. 11. Se hornea el pan. 12. Se lo envasa en un material con texto impreso. 13. Las cajas conteniendo las unidades envasadas se transportan a un supermercado con aire acondicionado, iluminación, etc. 14. El cliente va en su automóvil a comprar el pan. 15. De regreso a su casa eventualmente lo introduce a una tostadora. Todo ello para acceder a unas 150 kcal. 41

ANTES DE LA ERA INDUSTRIAL 1 cal AGRO 1 agricultor 10 cal alimentos para 4 personas ERA INDUSTRIAL 1 cal 1 agricultor 2. 800 cal HOMBRE LATA DE CEREALES 6000 cal alimentos para 78 personas 270 cal 42

Electricidad. . . Fuente fósil 100 % Central Térmica Transporte Distribución 3% 43

. . . y el automóvil. . . Y la calefacción residencial. . . 44

Consumo Energético bpe per cápita Estados Unidos 60 Japón 30 Nigeria 0, 8 45

Población Mundial Países Desarrollados 15 % Consumo de Energía Países desarrollados 50 % No emplean formas Comerciales de Energía Países Sub Desarrollados 33 % 46

çLa termodinámica no es una distracción de la física çLa energía depende de sus dos Principios (Conservación y Degradación) 47

Y ello nos obliga a pensar en: 4 Fuentes 4 Transformación 4 Uso eficiente 4 Si no. . . 48

MUCHAS GRACIAS 49