Planteando el Debate Energético (I)

Gracias a Mill por sus magnificos comentarios en Crisis Energética.

1.-Back to the 70´s

Los que hemos pasado buena parte de los noventa leyendo ciencia-ficción de los setenta estamos acostumbrados a las predicciones energéticas apocalípticas. Aunque hubo otras, la obra cumbre de la literatura de la escasez de los recursos fue “Todos sobre Zanzíbar”, que describía un panorama global de escasez energética y sobrepoblación, en un mundo donde los Estados Unidos se había convertido en una potencia de segunda, carcomido por la decadencia económica y un conflicto racial armado.

En aquellos tiempos, mientras el Rey Fath se preparaba para gobernar a los creyentes en el “Studio 54” de Nueva York y Jimmy Carter nos volvía a prometer “Peace for our time” con los iraníes, el MIT publicaba el famoso informe sobre los “limites del crecimiento”, que afirmaba que el gran banquete de los recursos se estaba acabando, y que en nuestra función de producción Cobb-Douglas había que incluir, aparte del trabajo y del capital, el factor “tierra” que desde los viejos tiempos de David Ricardo nadie se había tomado como un serio limitador del crecimiento.

Bien, los noventa fueron la era del Nasdaq y la “Nueva Economía”, y el petróleo cayó por debajo de los diez dólares por barril. Pero no nos dejemos llevar por la nostalgia: “our best times are to come”.

2.-Coyuntura energética

Desde un punto de vista económico, el suceso más importante de los últimos treinta años ha sido el despegue en Asia. Nadie debe creer que el actual terremoto económico es un suceso aislado o reciente. Como en todo proceso de crecimiento podemos identificar múltiples causas, pero si yo tuviese que escoger algunas, me refería a la mejora de la productividad agrícola que siguió a la Revolución Verde, la fuerte acumulación de capital humano en la región, resultado de la cultura local y la estabilidad política de que se ha disfrutado en el área desde el pacto sino-americano (y anti-soviético) que siguió a la visita de Kissinger a China, y que empezó a repercutir en la economía a partir de la presidencia de Deng Xiaoping.

Desde mediados de los 90, el nenúfar del crecimiento en Asia ha empezado a ser claramente visible en el resto del mundo, y China se esta convirtiendo en una potencia económica regional, capaz de ofrecer enormes cantidades de mano de obra barata. Las consecuencias de esta entrada masiva de trabajo en los mercados mundiales son claras: los salarios se han depreciado respecto del capital y los recursos (y la mano de obra no cualificada se ha depreciado respecto de la cualificada: Ver artículo de K.Rogoff). En términos de bienestar, sin embargo, no se puede negar el efecto neto positivo: millones de trabajadores asiáticos han pasado de la abyecta miseria cuasi-maltusiana a la mera explotación capitalista. Es decir, han mejorado enormemente su nivel de vida. Como siempre, los flujos migratorios indican el gradiente del bienestar, y el mayor éxodo rural de la historia acaba de empezar en China y más suavemente en India.

En términos energéticos, la industria china es extremadamente ineficiente. Es normal que así sea, porque puede compensar el despilfarro de combustible con el bajo precio de la mano de obra, y aún así permanecer competitiva. El crecimiento en China, ha sido, por tanto muy intensivo en consumo de energía (en barriles/PIB). Pero de momento, el alza del precio del petróleo ha tenido un efecto limitado en la economía occidental. La inflación no se ha disparado, y 2005 ha sido el año de mayor crecimiento mundial que se ha registrado nunca.

En la medida en que China, aparte de un consumidor de petróleo es un productor de bienes y servicios baratos, el efecto neto de China en la economía mundial esta siendo claramente positivo. Es verdad que la gasolina es más cara, pero puedes comprar un DVD por 30 dólares en WalMart.

¿Por qué la economía mundial ha reaccionado de forma diferente en 2004 que en 1973 al aumento del precio del petróleo? Porque en 2003 no ha habido ninguna crisis del petróleo. En 1973 hubo una caída de la producción: es decir hubo una caída de la oferta: los aumentos del precio en 2003 se han debido exclusivamente a la fuerte demanda. Basta cruzar un par de curvas, para entender que como la demanda de petróleo esta dirigida por el crecimiento económico la subida del precio se ha limitado a ralentizar el crecimiento: nunca a invertirlo. No puede ser que un aumento de la demanda agregada produzca una reducción del PIB (por definición!!). De hecho, cabe destacar que un efecto positivo del aumento del precio del petróleo es aumentar las presiones hacia la eficiencia, que en China significará que algunas técnicas de producción (o empresas) muy despilfarradoras saldrán del mercado, y en Estados Unidos, significa que la popularidad de los todo-terrenos esta remitiendo.

3.-Pico del petróleo: tierra vs. capital

¿Y a largo plazo? No existe acuerdo sobre la velocidad de agotamiento del petróleo. Existen dos escuelas de pensamiento radicalmente opuestas: la escuela del “capital” y la escuela de la “tierra”. La “escuela del capital” afirma que la oferta de petróleo a nivel mundial es perfectamente elástica y responde a la cantidad de recursos invertidos en la producción. O dicho de otra forma, la elasticidad de la producción al precio es muy alta. A favor de este punto de vista, hay que citar la abundancia de petróleo no convencional y el hecho de que amplias zonas de Asia Central no han sido convenientemente explotadas. Ni los océanos. Sin embargo las técnicas de extracción de este petróleo no convencional van desde la disponibilidad a 18$ barril (y por tanto el petróleo bismutoso canadiense empieza a aparecer en las listas de reservas probadas), hasta la ciencia ficción.

La “escuela de la tierra” considera que el determinante principal de la producción energética a nivel mundial es la escasez física del recurso. La formulación moderna de la escuela de la escasez física se la debemos a Hubbert, un geofísico que en 1956 predijo que el pico de la producción de petróleo en Estados Unidos se alcanzaría en 1970. La predicción fue un éxito, y desde entonces se ha intentado usar su metodología a nivel mundial, con una serie de rotundos fracasos.

¿Por qué fue capaz Hubbert de predecir el pico USA y han fracasado sus sucesores con el pico mundial? Bien, como en todo ejercicio de simulación, la validez de los resultados depende de que se verifiquen las hipótesis de partida. La primera hipótesis que se verificaba para los USA es la de amplia exploración geofísica: en 1956 el territorio de los Estados Unidos había sido peinado casi en su totalidad: sin embargo todavía existen áreas relativamente poco exploradas en el mundo. Por otra parte el modelo de Hubbert suponía una demanda constante de petróleo: es decir los mecanismos de incentivo al ahorro y las operaciones especulativas que garantizan la suavidad del consumo no debían activarse. Esto ha ocurrido así porque los Estados Unidos son una fracción de la producción mundial y por tanto la escasez de petróleo americano no ha afectado apenas al precio. Es decir, los Estados Unidos no son un sistema aislado para el consumo de petróleo sino una “pequeña economía abierta”.

Dicho de otra forma, usar la metodología de Hubbert para analizar la escasez global de petróleo es contradictorio porque una de las hipótesis hundidas de la curva de Hubbert es precisamente la abundancia (mundial) de petróleo.

Muchos de los Hubberistas, por supuesto, citan la inelasticidad de la demanda de petróleo a corto plazo como una prueba de la avidez de la economía mundial por la energía. La elasticidad de la demanda de petróleo a corto y largo plazo es radicalmente distinta. La elasticidad a corto plazo esta determinada por la estructura del capital fijo de la economía. Pero si los precios son sostenidamente altos, eso afecta a las decisiones de renovación del capital. Cuando el precio de la energía es alto los consumidores y empresarios invierten en maquinaria más eficiente y técnicas de producción menos energeticamente intensivas. Eso hace que la elasticidad de largo plazo del consumo de energía sea mucho mas alta que a corto plazo. (Basta comparar el consumo los automóviles japoneses y europeos con los americanos: la diferencia se debe a los altos impuestos de la gasolina en Europa y Japón).

En conjunto las estimaciones del pico son un área de la ciencia altamente emocional y sometida a fuertes intereses. Basta ver el rango de las predicciones (ver gráfico) para darse cuenta de que NADIE esta haciendo ciencia en este tema. De entre el juego de predicciones que aparece ahí, la más visualmente creíble (y la más consistente con las tendencias de los precios) es la de BP, que afirma que se puede predecir un pico de producción de petróleo entre 2015 y 2020. Es una predicción alarmante, pero no catastrófica.

4.-Del pico del petróleo al pico fósil combinado

Sin embargo la energía fósil incluye aparte del petróleo, el gas natural y el carbón. Dejaré el carbón de lado por un momento y me voy a centrar en el gas natural. El gas ha sido la sorpresa de los últimos veinte años. Por un largo tiempo, se le había considerado un subproducto de la producción de petróleo, pero desde hace veinte años, se han hecho múltiples descubrimientos de pozos de gas autónomos. Hoy en día las reservas probadas en Rusia se han demostrado enormes (haciendo buena la frase de Putin: “Rusia guarda los recursos energéticos del mundo cristiano”). Y la explotación del gas natural siberiano todavía esta lejos de su pico de descubrimiento de reservas. Mucho más lejos se encuentra el pico de producción. Nadie sabe cuanto gas hay en Rusia y mucho menos a nivel mundial. La hipótesis de “buena exploración geofísica” que subyace a la curva de Hubbert se cumple aún menos en el caso del gas natural.

En términos absolutos plantearse una curva del gas que alcance su pico antes de 2035 parece un tanto excesivo. No solo los geólogos opinan que las reservas de gas son muy grandes: además los mercados y las empresas han apostado fuerte por la economía del gas: es razonable pensar que saben lo que hacen. En todo caso, las estimaciones de la curva de Hubbert del gas están todavía en sus comienzos. Pero lo que es cierto es que conforme nos movemos hacía una economía del gas-petróleo, las curvas de Hubbert del petróleo son cada vez más incompletas.

Es necesario construir una curva de Hubbert gas-petróleo para poder responder a la cuestión del pico fósil mundial. El primer problema que se presenta a la hora de construir la curva combinada es elegir las unidades que deben aparecer el eje Y. En el caso del petróleo estaba claro que el número de barriles era una unidad razonable, pero en el caso del pico combinado las unidades más naturales serían de energía (Giga Julios o BTUs). En todo caso, para construir esa curva combinada es esencial haber estudiado cuidadosamente la cuestión del grado de sustitutibilidad gas-petróleo. Por ejemplo: a la tecnología de los automóviles híbridos de gasolina, hay que sumarle los automóviles de gas natural. Y ese grado de sustitutibilidad depende fuertemente del precio relativo de ambas materias.

Sin un modelo de sustitutibilidad de largo plazo entre gas y petróleo no se puede construir una curva combinada. Una vez se tiene ese modelo, esa curva combinada es la relevante para medir la problemática energética mundial.

Por supuesto, toda la problemática de la crisis energética depende fuertemente de la creencia en el calentamiento global de la Tierra. Porque hay un acuerdo prácticamente unánime en que las reservas de carbón son casi ilimitadas. El carbón se puede usar no solo para la generación eléctrica, sino que existen procesos de síntesis de petróleo a partir de licuefacción carbonífera capaces de proveer petróleo sintético (y con balance energético positivo). El motivo de que el petróleo de síntesis nunca se haya usado masivamente es que el petróleo natural es más barato (es normal que así sea; al fin y cabo es un producto parecido, y que existe directamente en la naturaleza). Contando con el carbón no existe la crisis energética (aunque quiza se pueda hablar del fin de la energía barata), ya que el pico combinado gas-petróleo-carbón no se alcanzaría hasta más allá de 2100.

5.- La opción nuclear: por el lado de los costes de instalación, operación y desmantelamiento

Pongámonos en el peor de los escenarios: el pico combinado (gas-petróleo) se alcanza en 2030, y a partir de ahí, la cuesta abajo. Supongamos también que en ese punto hay un acuerdo suficiente sobre el protocolo de Kyoto, y la opción carbón tiene que ser descartada.

Sigue quedando la energía nuclear como fuente primaria de producción y el hidrógeno como vector para el transporte (bueno, incluso esto es dudoso: ya hay buenos prototipos de automóviles eléctricos. Una economía nuclear-eléctrica es en mi opinión más plausible que la nuclear-hidrógeno). Tampoco hay que descartar que las reservas de petróleo bismutoso que sean energéticamente inviables se exploten gracias a la energía nuclear (nuclear-petróleo) o que se extraiga petróleo sintético a partir del carbón con la energía nuclear alimentando las operaciones.

Empecemos con el caso de los Estados Unidos. Utilizando estos datos de 1999 (pero he comprobado la robustez de los resultados con datos de la IEA), se ve que toda la energía del gas y el petróleo de los Estados Unidos es energéticamente equivalente a unas 1.437 millones de toneladas de petróleo, mientras que las 100 centrales nucleares americanas producen el equivalente a 197 millones de toneladas de petróleo. Por tanto, suponiendo sustitutibilidad perfecta, resulta que para compensar la desaparición del gas y el petróleo en los Estados Unidos se necesitarían unas 700 centrales nucleares. Vamos a poner 900, para cubrir crecimientos de la demanda y la sustitución imperfecta. A billón de dólares por central (que sería el precio si se abandonase la actual política de sabotaje regulatorio) resultan 900 billones. ¿Puede la economía americana afrontar el gasto de 900 billones de dólares en veinte años en centrales nucleares? Para responder a esa pregunta la tentación es mirar directamente en el porcentaje del PIB que representan esos 900 billones (menos del 10% del PIB de un solo año).

Pero hay que reconocer que la producción de centrales nucleares no tiene las mismas características e inputs que la producción de algodón. Por eso me voy a centrar en el valor añadido producido en un conjunto de industrias con una estructura de costes e inputs parecida a la de la producción de centrales nucleares. En la página del BEA se puede encontrar el desglose del PIB de los Estados Unidos por ramas de actividad. La suma de la siguiente lista de ramas de actividad agregó en 2004 un valor añadido de 1.414 billones de dólares: metales, productos de metal, maquinaría, electrónica, vehículos de motor, química, transporte y construcción. El conjunto de las industrias listadas consume inputs similares a los de la construcción de centrales nucleares. Una economía capaz de generar un valor añadido de 1.414 billones de dólares anuales en los sectores anteriores, puede generar valor añadido por valor de 900 billones de dólares en la construcción de plantas nucleares. Por ejemplo, en 25 años bastaría el equivalente a 900/(1414*25)=2.54% de la producción en esas industrias intensivas en energía y recursos físicos (y una fracción casi inapreciable del PIB total).

A nivel mundial, el número de centrales nucleares necesario para olvidarnos del gas y del petróleo (supuestos los vectores energéticos adecuados) sería: dado que el gas y el petróleo consumidos son equivalentes a 5.705 millones de toneladas de petróleo, y dado que las 441 centrales nucleares en operación generan el 650 millones de toneladas, serían necesarias 3.748 centrales, que voy a redondear hasta 5.000 centrales. A billon de dólares por central, estamos hablando de 5.000 billones de dólares. El output mundial en 2003 era de 40.120 billones de dólares, y usando la misma proporcionalidad que en caso anterior, voy a suponer que un 10% de ese output corresponde a industrias de alto consumo energético. Así que tenemos que el mundo produce bienes de alto contenido energético por valor de 4.012 billones de euros al año. Entonces, en los próximos 25 años, bastará consumir 5000/(4012*25)=5% del output de las industrias similares a la producción de centrales nucleares para mantener la producción energética actual. O dicho de otra forma, bastaría consumir (equivalentemente) un 5% menos o producir un 5% (ceteris paribus) más de metales, productos de metal, maquinaría, electrónica, vehículos de motor, química, transporte y construcción en los próximos 25 años para construir las centrales nucleares necesarias.

En los cálculos anteriores he hecho muchas hipótesis catastrofistas (por ejemplo, he despreciado toda la energía fósil en el lado de decaimiento de la posible curva de Hubbert, y he supuesto que nuevas centrales nucleares serían tan productivas como las anteriores y no mas).

Lo que sugiere la aproximación anterior es que para demostrar que la nuclear no es una opción viable es necesario demostrar que:

Precio (5000 nucleares)>>5000* Precio (1 nuclear) [I]

La única forma de probar eso es encontrar un input cuya escasez haga inviable la construcción u operación de las centrales. Pero los inputs normales que utilizan los sectores listados anteriormente no pueden ser esos inputs escasos. Porque esos sectores listados los usan más o menos tanto (por dólar de valor añadido) como la construcción nuclear. Es decir: la mano de obra, la energía y los materiales de construcción, que son inputs de esos sectores no pueden ser un cuello de botella para la construcción nuclear, porque si no, lo serían para la lista de sectores elegidos que son muy intensivos en ellos.

Solo algún input escaso y característico de la industria nuclear podría hacer que la desigualdad [I] de antes se verificase. Aparte del material fisible no se me ocurre ningún otro. No voy a pronunciarme sobre la escasez de uranio ni sobre los reactores breeder [1] en este momento.

Finalmente los costes de desmantelamiento: ¿se preocuparon los constructores de Stonehenge o de la catedral de Burgos de los costes de desmantelamiento? Una vez eliminado el uranio y apagada la central, el propio edificio de contención, potencialmente relleno de hormigón es un perfecto sarcófago para el reactor. Si las centrales nucleares son inofensivas en marcha, mucho más después de apagadas.


6.-La opción nuclear: por el lado del tratamiento de los residuos

Queda por tanto tratar el lado medioambiental de la energía nuclear. Quienes opinan que 5.000 nucleares en marcha podrían generar residuos y radiactividad hasta llegar al envenenamiento planetario, olvidan que ya hemos hecho un experimento sobre los límites de tolerancia radioactiva de la bioesfera. Desde 1945 hasta bien entrados los noventa se han efectuado más de 2000 pruebas nucleares (528 al aire libre), algunas de varios Gigatones. No voy a decir que esas pruebas fuesen inofensivas, pero si el equivalente a una pequeña guerra nuclear no ha tenido efectos severos sobre el planeta, mucho menos cabe esperar de las consecuencias de unos residuos radiactivos sólidos y almacenados controladamente.

En términos de espacio los residuos nuclares son sumamente compactos, aunque algunos tiene una vida media de mas de 20.000 años. Por ejemplo, todos los residuos producidos por las 100 centrales norteamericanas desde su construcción ocupan el equivalente a la superficie de un campo de fútbol por cinco metros de altura. Es una cantidad pequeña a todas luces, y producir una cantidad semejante cada década no puede ser un problema insuperable. No hay que olvidar que las mismas montañas de Nevada que van albergar los residuos nucleares norteamericanos, fueron capaces en el pasado de contener las pruebas nucleares subterráneas, sucesos estos, bastante más traumáticos.

En todo caso, Francia, que produce el 78% de su electricidad es capaz de manejar esos residuos sin sufrir un desastre ecológico. Los residuos nucleares, al contrario que la contaminación atmosférica no tienen externalidades internacionales. Por tanto si Francia puede tratar sus residuos, el resto del mundo puede replicar la estrategia francesa, sin mayores daños. No hay ningún efecto “crowding” en el tratamiento de los residuos nucleares.

7.-Conclusión

Creo que la preocupación energética esta justificada. Durante las últimas semanas he tenido la sensación de que España esta llegando tarde otra vez a un tema esencial, y que nuestro liderazgo político y empresarial no es consciente de que la energía vuelve a estar en el centro del tablero económico. Aunque el análisis anterior descarta el escenario apocalíptico, no es menos cierto que estamos hablando de amplias inversiones de capital. Los miles de millones de euros que se van a tener que invertir en plantas de síntesis de petróleo, nuevo equipamiento basado en gas y electricidad y centrales nucleares, van a ser dinero que no vamos a poder gastar en vacaciones, casas más grandes y nuevas versiones de la PSP. Significa más trabajo, y menos bienestar. Quienes defendemos que este sistema económico es eficiente no podemos sostener a la vez que la desaparición de un recurso valorado no tiene repercusiones sobre el bienestar.

De la misma forma, quienes nos venden el agotamiento del petróleo no pueden afirmar a la vez que la energía nuclear no es rentable por razón de sus costes de capital. Y los “oil peakers” más extremistas que predicen un reajuste económico con mas de 4.000 millones de muertos no pueden decir a la vez que el carbón nos pone en peligro de un cambio climático: al fin y al cabo supongo que todos preferimos ese riesgo de cambio incierto que la seguridad de una hambruna universal.

El mundo occidental ya no crece a base de gastar energía: casi todo el aumento de la demanda energética de los próximos cuarenta años se va a producir en Asia y quizá en América Latina. Quienes además de ayudarse a si mismos pretenden ayudar a los países del Tercer Mundo, deberían ser especialmente entusiastas hacia cualquier programa energético (como la nuclearización) que libere la mayor cantidad de recursos energéticos para los países más pobres.

No he abordado dos puntos: uno la posible escasez del uranio. El segundo y no menos importante, las medidas políticas para favorecer una transición suave. Repecto de la escasez de uranio, no voy a considerarlo hasta leer el próximo artículo de Marcel Coderch sobre energía nuclear en la web del Real Instituto Elcano. En cuanto a las medidas políticas para favorecer la transición suave, espero escribir un post sobre ellas en breve.

[1] Un reactor breeder usa los neutrones lentos de la fisión para producir más material fisible del que consume. Dejo como ejercicio para el lector explicar como es eso posible, a pesar de que las Leyes de la Termodinámica impiden la existencia de máquinas de movimiento perpetuo. En mi próximo post sobre energía lo consideraré…