Post: David J C MacKay's Map of the World

[Alb]

Esta es de las gráficas mas impresionantes que conozco.  Resulta impresionante la cantidad de conocimiento que contiene. Aunque requiere dedicarle tiempo y esfuerzo para entenderla.
En el articulo se explica como se obtiene y que representa.
Solar energy in the context of energy use, energy transportation, and energy storage


Acabo de descubrir a David J C MacKay, y lo que mas me sorprende es no haber oido hablar antes de el.
Su trabajo es genial.
Tiene un libro titulado  "Energía Sostenible - sin palabrería"  que estoy deseando leer porque tiene muy buena pinta.
http://www.withouthotair.com/

[adr]

Tiene una charla en TED dónde muestra y explica ese mismo gráfico

http://www.ted.com/talks/david_mackay_a_reality_check_on_renewables

[Dario Ruarte]

Estuve viendo el material que indican -muy interesante por cierto- pero advierto un problema de fondo en el razonamiento.

Veamos:

1) La tesis del autor es MUY INTERESANTE... cuántos metros cuadrados por habitante se requieren para producir la energía "renovable" que necesitaría para cubrir su actual consumo.

2) Tal como se ve en el cuadro, algunos países podrían abastecerse con "cultivos" o con "eólica" mientras que otros, ni siquiera con "solar concentrada" podrían hacerlo (Hong Kong o Singapur por ejemplo).

3) Visto este cuadro, casi todo el mundo estaría dentro del rango de lo que puede hacerse con energías "renovables".

4) Sin embargo, el gráfico -o la tesis subyacente- no tiene en cuenta tres variables que, a mi criterio, condicionan los posibles resultados: tiempo, energía para la conversión y dinero.

Para que nos entendamos:

- Quizás Dinamarca, está "cerca" en tiempo y energía para completar un pasaje completo a "renovable" y, hasta puede que tenga el dinero necesario para dar ese paso.

- Pero, Bangladesh, pese a su escaso consumo energético actual, es más que seguro que no tenga el dinero, ni la energía disponible -ni el tiempo suficiente- para hacer esa conversión.

En la "teoría" subyacente al cuadro "parece" que se puede consumir la actual energía por medios "renovables" pero... para poder hacerlo hay que instalar infraestructuras, cambiar sistemas, reformular modos de vida y, todo eso, cuesta DINERO, necesita de ENERGIA para hacerse y toma TIEMPO.

5) Si pudiésemos hacer el cuadro marcando ahora cual "lejos" está cada sociedad de tener el DINERO, TIEMPO Y ENERGIA necesarios para realizar ese cambio o conversión, el mismo nos daría resultados muy diferentes.

Imagínense -y estoy inventando estos ejemplos- que en el caso de Argentina surgiera que, para reconvertir sus sistemas necesitara de 300.000 millones de dólares. .

- Argentina tiene el territorio suficiente para "cultivos energéticos" o para "eólica" o para "fotovoltaica".
- Hasta podría darse el caso que Argentina tuviera "la energía" para hacer esa reconversión (lo que le queda de petróleo y gas).
- Supongamos que los 15 años necesarios (o el tiempo que fuera) para la reconversión, no fueran un problema.

- De dónde saca -ahora en Default- el país los 300.000 millones necesarios para hacer el cambio ?

6) Pero ahora, imaginen una hipótesis más grave... TODOS los países, en paralelo, tienen que hacer esa "reconversión", para lo cual TODOS los países tienen que usar una GRAN CANTIDAD DE ENERGIA y DINERO al MISMO TIEMPO.

7) Creo que el razonamiento -o la visión más bien- es muy interesante pero, a la hora de usarlo como "solución" nos damos de bruces con el hecho de que tenemos LIMITES FISICOS (de dinero, de tiempo, de energía remanente, de materiales para ello) para poder encararlo.

===

En la práctica es como hablar de las "hadas del bosque". Ellas también nos pueden ayudar pero... no existen !!  

[Dario Ruarte]

Agrego:

Lo dicho anteriormente no quita lo interesante del enfoque y el hecho de que el autor se haya tomado el trabajo de analizar el problema separando las diferentes cuestiones tales como la reconversión para el transporte, la calefacción, iluminaciones, aviación, etc.

Vale la pena estudiarlo y, es un gran aporte para el foro.

[Alb]

Dario Ruarte.
Esta gráfica es un mapa. Y los mapas sirven para saber donde estamos y saber donde queremos ir.
Los mapas no te dicen si tienes tiempo y dinero para hacer el viaje.

No es que el mapa sea erróneo o que contenga errores de razonamiento, es que como todas las herramientas tienen sus limitaciones.

Ahora que tenemos un mapa podemos ver hacia donde vamos:

*Norte:Aumentar el consumo de energia per capita
*Sur: Disminuir el consumo de energia per capita
*Este: Aumentar la población
*Oeste: Disminuir la población


Hasta ahora hemos ido viajando en direcion noroeste. Mayor consumo per capita, y mayor poblacion. Es que en esa direccion aumenta la densidad de energia consumida... y con ella nuestro impacto medioambiental. Por lo que no podemos seguir avanzando mucho mas tiempo en esa dirección.

¿Que hacemos ahora?¿Hacia donde tenemos que ir?

Pues la respuesta depende de donde estemos. No es la misma respuesta para Sudan, que para Bangladesh, Rusia o Singapur. No existe una única respuesta.

Uno de los errores de los defensores del decrecimiento, es pensar que todo el mundo esta en la misma situación.

Veamos el caso de España.  Es uno de los puntos azul verdoso, en 110kwh/d/p   90p/km2, con una densidad de energia de 0,3w/m2. El 70% de esta energia son combustibles fósiles importados y como sabemos cada vez vamos a tener menos. Por lo que nuestra posicion es insostenible.
Ya sabemos donde estamos... ahora la pregunta es ¿A donde vamos?
Si queremos decrecer tenemos dos caminos... ir hacia el oeste o ir hacia el sur.¿Que camino seguimos?

Reducir la población es muy complicado, por no decir imposible.  Muchos decrecionistas piensan que bastaria con tener menos hijos, para que la poblacion se redujese. No es cierto, en España ya tenemos unas tasas de natalidad bajisimas:

http://es.wikipedia.org/wiki/Demograf%C3%ADa_de_Espa%C3%B1a
Tasa bruta de natalidad: 10,96‰
Número medio de hijos por mujer: 1,38
Edad media al nacimiento del primer hijo: 29,3 años.

Y a pesar de ello la población Española no bajara en el próximo siglo.

Y si se bajasen mas los nacimientos, se agravaría aun mas el problema de envejecimiento de la sociedad.

La única manera de que nos moviéramos de manera significativa hacia el oeste, implicaría la muerte de decenas de millones de personas.... No me parece que sea un buen camino.

El único camino que nos queda es hacia el Sur. ¿Pero cuanto tenemos que bajar? ¿Hasta donde tenemos que llegar en nuestro viaje al sur?
¿Tenemos que quedarnos en los 35kwh/d·p de Brasil? ¿Bajamos hasta los 15 de India? ¿O hasta los 3 de Bangladesh?
Para responder a esta cuestión tenemos que ver cuanta energia disponemos. Si los combustibles fósiles se van a agotar, a nuestras nucleares les queda un par de decadas como mucho y las renovables son malvado BAU.¿Que nos queda?

[demián]

Buenísimo este mapa, un excelente recurso para poder comparar las cosas...

Algo similar hacen los de la Fundación Vida Silvestre con su Informe Planeta Vivo

ver pág 36 Huella ecológica
"Vivimos en 1 planeta, pero consumimos 1 y medio.
Actualmente, la demanda de la humanidad excede en cerca de un 50% la capacidad regeneradora del planeta, por lo que estamos destruyendo el capital natural en lugar de utilizar tan sólo los intereses, que sería lo sostenible."
"Si seguimos con este ritmo, en 2030 necesitaremos 2 planetas para satisfacer nuestra demanda de recursos naturales."

Creo que lo dificil es poder encastrar los distintos mapas...

Cuando ponemos el ojo en la energía, se nos va de la mano la cantidad de peces, la disponibilidad de agua, las tierras arables necesarias, etc... cuando nos concentramos en lo biológico queda afuera el entramado económico y así...

De todos modos, estos mapas nos los hacemos en la mente aunque no tengamos datos, mejor con datos para no mandar fruta...

A todos estos datos hay que sumarle la culpa histórica... La India se puede dar el lujo de consumir mucho más y nadie puede decirle nada ni ellos se deberían sentir muy culpables... Los europeos (o los descendientes como yo) tenemos un problema moral y a partir de las ventajas históricas tenemos una deuda con los pueblos originarios en este continente y, como seres urbanos, con los campesinos del mundo entero... Los que tenemos que parar la moto (del derroche) somos nosotros, Bangladesh que sea nuestro foco, si ellos pueden ¿por qué nosotros no?

Y dinero ojalá no haya ni para generar más fuentes de energía eléctrica ni para seguir con el fracking y las centrales nuclelares, ojalá el peak dinero llegue pronto, el peak deudas (este se huele), el peak propiedad privada...

[Alb]

"Los que tenemos que parar la moto (del derroche) somos nosotros, Bangladesh que sea nuestro foco, si ellos pueden ¿por qué nosotros no? "

¿Nuestro objetivo Bangladesh?
Espero que no, viendo el mapa Bangladesh esta en la peor posición del mundo.
Su consumo de energia es de 0,2W/m2. Lo cual es similar al de España. EL 99,2% de la Energía consumida son combustibles fosiles, un 70% Gas natural.
Su reservas de gas natural son muy pocas y estan muy cerca del cenit. Asi que su situacion es mas insostenible que la de España. Se esta manteniendo en 0,2W/m2 gracias a que tiene algo de gas natural. Pero cuando se le acabe caera ha por debajo de los 0,02W/m2.

El problema es que no puede viajar mas al sur, ya que su consumo de energia esta al limite.  Ademas Bangladesh esta moviéndose hacie el noreste, mas población y mas consumo percapita. Su situacion se hace cada vez mas insostenible.
Creo que  Bangladesh esta en la peor posicion del mundo para enfrentarse al agotamiento de los recursos y no veo que tenga solución posible.

La economia de Bangladesh también es pésima. La renta per capita es de menos de 2$ diarios. Asi que el promedio se encuentra por debajo del umbral de la pobreza.
La mayor parte de sus ingresos se basa en el sector textil para exportación.  Trabajando en condiciones de  semiesclavitud, por unos sueldos ridículos. El 15% de la población sufre desnutrición, el 43% es analfabeta, su sanidad es casi inexistente.

No solo se vive fatal en Bangladesh.... sino que ademas su situación es insostenible y solo puede ir a peor.
No veo que sea un ejemplo de sostenibilidad ni un objetivo.

[RAArg]

"mandar fruta" = decir cualquier cosa, decir tonterías...
"parar la moto" = detener algo que va acelerado o fuera de control

[Dario Ruarte]

Sin duda la posición de algunos países es tétrica... pero eso no es novedad. Aquí los llamamos "canarios en la mina" y Bangladesh debe estar en el "Top Five" cuando mínimo.

Me gusta la percepción de que esto es un "mapa".

El comentario que Alb no puede dejar de lado es que, no siempre "tener un mapa" significa que sea posible llegar al destino (o que el destino alcance para todos )

Y eso, en definitiva, es de lo que hablamos en este foro: No hay para todos. Viajen al sudoeste. Y rápido!

Algunos creen que se puede ir al "noreste" para siempre y, salvo que inventemos una nueva fuente de energía, barata, universal, abundante, no contaminante y de acceso universal, el porrazo que nos espera al frente es de los brutos.

Es claro que, con una gran inversión, mucha planificación y mucho trabajo -y empezando pronto-, el sol y el viento (que es el sol en definitiva) pueden hacer un bonito aporte... pero no viene de gratis ni lo traen las hadas del bosque de regalo... implica un terrible esfuerzo y hay que empezarlo cuanto antes.

[Dario Ruarte]

Otra cosa que quiero hacer notar.

La línea de los "Energy Crops: 0.5 w/m2" parece muy bonita pero, me da la sensación de que está calculada sin "restarle" el espacio necesario para COMER.

Si yo la trazara desde una perspectiva "energética" previamente le descontaría la parte destinada y necesaria para alimentarse... en vez de quedar tan "lejos" veríamos que casi todo el mundo ya la ha sobrepasado.

EE.UU. -por tomar un caso- aparece por "abajo" de ella pero, si le descontamos lo que necesita para comer estoy seguro que la ha sobrepasado -y por mucho-. De lo contrario les sería posible sembrar más soja y maíz y hacer más etanol y/o biodiesel y eso, no es posible.

Si al gráfico -como dije antes- le incluyésemos alguna variable de "capital necesario para energía" nos llevaríamos otras sorpresas porque, aunque la línea de "Wind Power: 2.5 w/m2" parece quedar lejos, si la traducimos a "dinero disponible" veríamos que no es solución para el 85% del mundo !!

Dinamarca la puede usar como destino, quizás Alemania, Japón o Australia también... lo puede hacer Bolivia o Haití ?

[demián]

Alb,
lo de Bangladesh lo decía por esto que pusiste...

"El único camino que nos queda es hacia el Sur. ¿Pero cuánto tenemos que bajar? ¿Hasta donde tenemos que llegar en nuestro viaje al sur?
¿Tenemos que quedarnos en los 35kwh/d·p de Brasil? ¿Bajamos hasta los 15 de India? ¿O hasta los 3 de Bangladesh?"

No es que quiera que vivamos como en el Bangladesh real (creo que es el país con más desplazados climáticos además de la extrema densidad poblacional)... sino que podamos vivir bien con 3 kwh/d.p 

¿Es posible? Sí
¿Joderíamos menos nuestra biósfera? Seguro
¿Queremos hacerlo? supongo que la mayoría de humanos dirían NOOOOO,
Entonces ¿Hay un umbral sostenible de verdad usando un combo de energías alternativas? Yo no lo creo (por todo lo que dice Darío y porque además la minería de todas las partes del encadenado va en contra de la vida)

Por eso esos 3 kwh/d.p sería un buen objetivo y vos lo decís, inluso para llegar a ese bajo nivel, necesitan gas y petróleo... de más está decir que mucha gente en el planeta no usa NINGUNA FUENTE de energía externa de la que nosotros llamamos convencional o alternativa... no sé si para ellos eso es mejor pero sí lo es para la vida en el planeta...

Gracias por la traducción RAArg... nunca sé si ese tipo de frases hechas corresponde a todos los hispanohablantes o sólo a los argentinos...

[Alb]

"No es que quiera que vivamos como en el Bangladesh real (creo que es el país con más desplazados climáticos además de la extrema densidad poblacional)... sino que podamos vivir bien con 3 kwh/d.p
¿Es posible? "
No, no es posible.

[Alb]

"La línea de los "Energy Crops: 0.5 w/m2" parece muy bonita pero, me da la sensación de que está calculada sin "restarle" el espacio necesario para COMER. "

Claro que no le ha restado nada.
La densidad energetica, se refiere a cada tecnologia. No es la densidad energetica que puede producir un pais.
Lo obtiene de dividir la energia que genera un cultivo entre la superficie que ocupa ese cultivo.

Si el 100% del país estuviese cubierto de cultivos energéticos, el pais generaría una potencia de 0,5W/m2
Hay algunos paises que consumen mas que estos 0,5W/m2 por lo que no podrian abastecerse con cultivos energeticos, ni llenando completamente el pais con estos cultivos.

Pero como  es obvio, no es posible que los cultivos energeticos ocupen toda la superficie del pais. Hay montañas, lagos, desiertos, donde no se puede cultivar. Hay ciudades, carreteras,  y otros cultivos no energeticos.
Si se dedica el 10% de la superficie a cultivos energéticos... se obtendrán 0,05W/m2

Ademas hay otra pega, el  valor de 0,5W/m2 es un valor muy optimista.
"Figure 6.11. Power production, per
unit area, achieved by various plants.
For sources, see the end-notes. These
power densities vary depending on
irrigation and fertilization; ranges are
indicated for some crops, for example
wood has a range from
0.095–0.254W/m2.
In the text, I use 0.5W/m2 as a
summary figure for the best energy
crops in NW Europe."

[Alberto Campos]

De momento, me encanta.
 Muchas gracias Alb.

El libro se puede descargar gratuitamente, esta en Ingles, pero podeís encontrar un resumen de diez páginas traducido.

Tremendo, he leido el resumen y he comprendido más o menos las gráficas, queda claro que lo primero que asume es que quienes estamos en el noreste debemos bajar al sur cuanto antes.

De hecho en sus planes de sustitución por renovables, Reino Unido pasa de consumir 125 kWh/d a 70 kWh/d, el entiende que gracías a la eficiencia energética.
 En un nivel personal, individual, el comprueba que cuanto más miras el contador, más reduces tu gasto energético.
Me recuerda a quienes hacen dieta y se pesan cada hora.

 El libro está dedicado.

To those who will not have the benefit of two billion years’ accumulated energy reserves
A aquellos que no se beneficiarán de las reservas de energía acumulada durante dos billones de años.

En el libro, empieza hablando de clima, gráficas de emisiones de co2 por pais actuales , historicas etc...lectura recomendada para escépticos.

Escribe una analogía que dejo aqui traducida de memoria.
Los modelos climáticos son complejos y están llenos de incertidumbres.
Pero que no podamos saber exactamente como responderá el clima no justifica la inacción.
Imaginate que viajaras a toda velocidad en una moto, entre la niebla y por el borde de un acantilado, y no tuvieras un buen mapa del acantilado.
El no poseer un mapa preciso podría justificar en algún caso que no ralentizaras la velocidad de tu moto?.

Mañana sigo con la lectura.
Salud!!!! Y disfruten, estamos en el cenit, arribita del todo, da vertigo, pero la cerveza y los manjares abundan.

[Alb]

Un aspecto interesan del articulo de Mackay es la de la densidad energetica de las plantas fotovoltaicas.

En el mapa ha dado tres valores aproximados 5W/m2 para el norte de europa, 10W/m2 para los lugares soleados y 20W/m2 como valor maximo.
En el articulo analiza esta cuestión para un gran numero de plantas y resume los resultados en esta interesante gráfica.

Mackay  no es  el único interesado por  la densidad energetica de las energia solar. Otros muchos autores se han preocupado es estudiarla. Como por ejemplo Carlos Castro y Margarita Mediavilla.



En este articulo recopilan los valores de densidad de potencia que han dado los diversos autores y realizan un calculo propio... que resulta muy inferior.
Estiman que el promedio sera de 3,5w/m2 y que mejoras futuras en el rendimiento puede llegar a alcanzar los 4,5w/m2

El articulo también dice, que según los cálculos de Pedro Prieto la densidad energetica de la fotovoltaica española esta en 3,9w/m2

Tenemos diversos autores, que en principio han  calculado lo mismo... y han obtenido resultados diferentes.
La cuestion es importante ya que si nos fijamos en el mapa, hay una gran importancia entre poner la linea a 20w/m2 o poner a 3,5w/m2.
¿Quien tiene razón?

Yo creo que Castro han hecho los calculos correctamente, pero creo que se equivocan a extrapolar estos valores a todas las instalaciones fotovoltaicas.
 
Castro  hace sus numeros a partir de las  6 mayor plantas fotovoltaicas existen en noviembre del 2010.
Es una muestra muy pequeña y ademas no es representativa.

Pero como muestran los datos de Mackays , existen otras muchas otras plantas con unas mayores densidades.
Por ejemplo, la planta Gap en California tendria una densidad de 10,6w/m2
Los datos del articulo coinciden con las especificaciones de la planta
 http://www.frv.com/portfolio-en/the-usa/gap-inc

Podria pensarse que esto se basan en datos teóricos de generación, que luego en la practica se genera menos energia por culpa del polvo, la degradación de los paneles  etc etc.
Afortunadamente la IEA da datos de generación de todas las plantas electrica de los EEUU y podemos ver lo que ha generado en realidad esta planta fotovoltaica en los ultimos años.
http://www.eia.gov/electricity/data/browser/#/plant/56909?freq=A&ctype=linechart<ype=pin&pin=&maptype=0&linechart=ELEC.PLANT.GEN.56909-ALL-ALL.A&columnchart=ELEC.PLANT.GEN.56909-ALL-ALL.A
Y ha generado casi un 5% mas de su valor teórico, por lo que la densidad energetica real  supera los 11W/m2. No es un caso aislado, casi todas las plantas que he revisado estan produciendo por encima de la estimación teórica.


He estado calculando la densidad energetica de algunas plantas...a boleo y de forma poco rigurosa. Y así a ojo creo que el promedio debe andar entorno a los 6-8w/m2 y cuesta encontrar plantas que bajen de 5w/m2.

Estudiarlo de manera rigurosa, seria un tema interesante.