1

5to. Congreso Latinoamericano y del Caribede Gas y Electricidad

Buenos Aires, 15 al 18 de mayo de 2006

Roberto E. CunninghamRoberto E. CunninghamDirector General, IAPGDirector General, IAPG

La EnergíaLa EnergíaPASADO, PRESENTE Y LO QUE VENDRÁPASADO, PRESENTE Y LO QUE VENDRÁ

2

PortadorEnergético

UsuarioFinal

FuentePrimaria

Esquema básico del itinerarioEsquema básico del itinerariode la energíade la energía

3

Evolución y EnergíaEvolución y Energía

Hombre-AnimalesHombre-Animales

Diferencias y SemejanzasDiferencias y Semejanzas

4

Evolución del Consumo de Evolución del Consumo de EnergíaEnergía

Evolución del Consumo de Evolución del Consumo de EnergíaEnergía

energía

resto

alimentos

tiempo

5

MODELOS ENERGÉTICOS

MODELOS ENERGÉTICOS

6

Modelo Energético PreagrícolaModelo Energético PreagrícolaPleistocenoPleistoceno

Fuego, 400.000 Ac, ChinaFuego, 400.000 Ac, China Caza-RecolecciónCaza-Recolección Fuente primaria: leña, tracción a sangre Fuente primaria: leña, tracción a sangre humanahumana Hombre de PekinHombre de Pekin Barrera: incremento del aprovechamiento Barrera: incremento del aprovechamiento de energía per cápitade energía per cápita

7

Asia CentralAsia Central Revolución del Neolítico, 8000 aCRevolución del Neolítico, 8000 aC Ur, JericóUr, Jericó Grandes Valles (Tigris-Eufrates, Nilo, Indo, Grandes Valles (Tigris-Eufrates, Nilo, Indo, Amarillo)Amarillo) Potencia de tiro, Asia Occidental, 4.500 aCPotencia de tiro, Asia Occidental, 4.500 aC Vehículos con ruedas, Sumer, 3.000 aCVehículos con ruedas, Sumer, 3.000 aC Fuentes primarias: leña.tracción a sangreFuentes primarias: leña.tracción a sangre animal y humanaanimal y humana Barrera: incremento de la productividadBarrera: incremento de la productividad

Modelo Energético AgrícolaModelo Energético AgrícolaNeolíticoNeolítico

8

Modelo Energético Agrícola AvanzadoModelo Energético Agrícola AvanzadoAntigüedad - Medio OrienteAntigüedad - Medio Oriente

Inventos: Inventos: arado de hierro, herradura (agro), hachaarado de hierro, herradura (agro), hacha reja de hierro (bosques), martillo, tenazas, sierras,reja de hierro (bosques), martillo, tenazas, sierras, engranajes, palanca, tornillo, cuña, polea (hombre),engranajes, palanca, tornillo, cuña, polea (hombre), arnés (buey vs caballo).arnés (buey vs caballo). Madera:Madera: máquinas, barcos, carros, herramientas,casa. máquinas, barcos, carros, herramientas,casa. Expansión a regiones áridas y semiáridas. IngenieríaExpansión a regiones áridas y semiáridas. Ingeniería hidráulica para riego. Control centralizado del agua.hidráulica para riego. Control centralizado del agua. Planificación.Planificación. Comienza el consumo indiscriminado de madera.Comienza el consumo indiscriminado de madera. Fuentes de Energía:Fuentes de Energía: las mismas con mayor las mismas con mayor productividad y se agrega viento.productividad y se agrega viento. Barrera:Barrera: soberanos y burócratas poco afectos al soberanos y burócratas poco afectos al cambio.cambio.

9Herrería, S VII, Compludo, España

10Herrería, S VII, Compludo, España

11

Torno

12

Modelo Energético PreindustrialModelo Energético PreindustrialEuropa FeudalEuropa Feudal

Europa feudal. Cambio de régimen político.Europa feudal. Cambio de régimen político. Agro dependencia de lluvias no controlables.Agro dependencia de lluvias no controlables. Sociedad hábil en adaptar inventos de otras Sociedad hábil en adaptar inventos de otras (timón, brújula, pólvora, papel, imprenta, estribo, (timón, brújula, pólvora, papel, imprenta, estribo, molinos).molinos). Arnés de collera (caballo vs buey).Arnés de collera (caballo vs buey). Molinos hidráulicos, 1-3,5 CV, 50.000 en Molinos hidráulicos, 1-3,5 CV, 50.000 en Inglaterra, S XI.Inglaterra, S XI. Molinos de viento, 10-30 CVMolinos de viento, 10-30 CV Holanda.Holanda. Fuentes de Energía: tracción a sangre, madera,Fuentes de Energía: tracción a sangre, madera, agua, viento.agua, viento. Industria textil.Industria textil. Barrera: escasez de madera (primer cuello de botella)Barrera: escasez de madera (primer cuello de botella)

13

Molino de Viento y otros artefactos

14

Molino Hidráulico y Forja

15

Hasta acá, en esencia, se Hasta acá, en esencia, se tiene un único sistema en tiene un único sistema en cuanto a fuentes cuanto a fuentes primarias primarias de energía.de energía.

El único cambio es el El único cambio es el aumento aumento de productividadde productividad

16

Modelo Energético IndustrialModelo Energético IndustrialGran Bretaña, S XVIIIGran Bretaña, S XVIII

(pero el candidato era Holanda)(pero el candidato era Holanda)

La Revolución IndustrialLa Revolución Industrial

El cómo y el quéEl cómo y el qué

Por primera vez en la historia el Por primera vez en la historia el producto crece en forma más producto crece en forma más rápida que la población en forma rápida que la población en forma sostenidasostenida

Por primera vez en la historia el Por primera vez en la historia el producto crece en forma más producto crece en forma más rápida que la población en forma rápida que la población en forma sostenidasostenida

17

26-V-173326-V-1733 Patente de lanzadera volante (John Kay, Patente de lanzadera volante (John Kay, relojerorelojerode Bury)de Bury)

24-VI-173824-VI-1738 Patente de huso de hilar lana y algodón (JohnPatente de huso de hilar lana y algodón (JohnWyatt, Wyatt, carpinterocarpintero de Lichfield y Lewis Paul, de Lichfield y Lewis Paul,hijo de un exiliado francéshijo de un exiliado francés..

17641764 Desarrollo en forma casual y sin patentamientoDesarrollo en forma casual y sin patentamientode la máquina de hilar promovida denominada de la máquina de hilar promovida denominada jennyjenny (James Hargreaves, (James Hargreaves, carpinterocarpintero en enBlackburn).Blackburn).

17681768 Patente de hilar hilo de algodón para urdimbre enPatente de hilar hilo de algodón para urdimbre enreemplazo del lino importado (Richardreemplazo del lino importado (RichardArkwright, Arkwright, peluquero analfabetopeluquero analfabeto de Preston de Prestony denominada y denominada water frame.water frame.

LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL ES UN HECHOLA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL ES UN HECHO

18

Huso de Arkwright, 1769

“Mula” de Crompton 1779

19

17121712 Diseño y construcción de la máquina atmosférica Diseño y construcción de la máquina atmosférica de Thomas Newcomen, herrero de Devonshire de Thomas Newcomen, herrero de Devonshire que se carteabaque se carteaba con Robert Hooke, con Robert Hooke, secretario de la secretario de la Royal SocietyRoyal Society, empleada en la extracción de aguas en, empleada en la extracción de aguas enminas, con alto consumo de energía.minas, con alto consumo de energía.

5-I-17695-I-1769 Patente de la “máquina de vapor” del empresario Patente de la “máquina de vapor” del empresario James Watt con reducción considerable del consumo James Watt con reducción considerable del consumo de energía.de energía.

LA INDUSTRIA TEXTIL SE LIBERA DE LA LA INDUSTRIA TEXTIL SE LIBERA DE LA ENERGÍA HUMANAENERGÍA HUMANA

17091709 Introducción del coque para producción deIntroducción del coque para producción dearrabio en un alto horno (Abraham Darby,arrabio en un alto horno (Abraham Darby,Coalbrookdale)Coalbrookdale)

EL HIERRO SE LIBERA DEL BOSQUEEL HIERRO SE LIBERA DEL BOSQUE

20

La máquina de Vapor deLa máquina de Vapor de Newcomen, Newcomen, 17121712

Hombe

Máquina de Vapor de Máquina de Vapor de Watt, 1774Watt, 1774

Por primera vez en la historia el hombre transforma Por primera vez en la historia el hombre transforma industrialmente calor en trabajo.industrialmente calor en trabajo.

Por primera vez en la historia el hombre transforma Por primera vez en la historia el hombre transforma industrialmente calor en trabajo.industrialmente calor en trabajo.

21

Importaciones de algodón bruto, ton/año161-75 2.0001775-80 2.000

1782 5.3001785 8.0001790 13.7001802 27.000

Precio del hilo N° 100, chelines/lb Producción de arrabio,ton/año1786 38 1720 25.0001790 30 1788 68.0001795 19 1796 125.0001800 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 LA TECNOLOGÍA ES EL ÚNICO AGENTE CAPAZ DE GENERAR VALOR AGREGADODE GENERAR VALOR AGREGADO

22

La Revolución IndustrialLa Revolución Industrial

Royal SocietyRoyal Society

Royal ExchangeRoyal Exchange

PubPub

23

La Revolución IndustrialLa Revolución Industrial

El por qué El por qué El por qué El por qué

Explicación sociológica: Explicación sociológica: Max WeberMax Weber Explicación económica: Explicación económica: E.A. WrigleyE.A. Wrigley

24

Explicación EconómicaExplicación Económica

El Modelo Energético PreindustrialEl Modelo Energético Preindustrial

CapitalCapitalTierraTierra

TrabajoTrabajo

Utilidades decrecientes y los Utilidades decrecientes y los economistas clásicoseconomistas clásicos

25

Modelo Energético PreindustrialModelo Energético Preindustrial

Las cuatro necesidades básicas:Las cuatro necesidades básicas:

AlimentoAlimento VestidoVestido

AlojamientoAlojamiento

LumbreLumbreAgrodependencia. Agrodependencia. Oficios.Oficios.

26

Modelo Energético PreindustrialModelo Energético Preindustrial

Sistema de economía Sistema de economía de la producción con de la producción con

realimentación realimentación negativa negativa

Sistema de economía Sistema de economía de la producción con de la producción con

realimentación realimentación negativa negativa

27

Modelo Energético PreindustrialModelo Energético PreindustrialLo que no tuvieron en cuenta los Lo que no tuvieron en cuenta los economistas clásicos:economistas clásicos:

SXVI-XIX aumenta la producción agrícola per SXVI-XIX aumenta la producción agrícola per cápita.cápita. Aumenta el área destinada a pasturas frente Aumenta el área destinada a pasturas frente a cultivos.a cultivos. Comienza a emplearse carbón mineral al Comienza a emplearse carbón mineral al escasear escasear la madera.la madera.

Como consecuencia:Como consecuencia: Aumenta la capacidad de tracción a sangre Aumenta la capacidad de tracción a sangre animalanimal y de forraje.y de forraje. El agro libera mano de obra.El agro libera mano de obra. Nueva fuente de energía, disminuye la Nueva fuente de energía, disminuye la agrodependencia.agrodependencia.

28

y Holanda?...y Holanda?... y Holanda?...y Holanda?...

29

Transición Transición Transición Transición

El gran dilema:El gran dilema:

Flujos de energías renovablesFlujos de energías renovables

versusversus

Reservas de energías agotablesReservas de energías agotables

30

Explicación Explicación Explicación Explicación

Sistema con realimentación Sistema con realimentación negativanegativa

versusversus

Sistema con realimentaciónSistema con realimentaciónpositivapositiva

31

Además...Además...

El hierro y

la máquina a vapor

El hierro y

la máquina a vapor

32

La transición no fue La transición no fue brusca:brusca:

Ruedas MáquinasHidráulicas Vapor

Sheffield, 1794 106 5

Industria Textil Británica, 1839 2.230 (28.000 CV) 3.051 (74.094 CV)

Sustitución de ruedas hidráulicas por máquinas a vapor

33

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

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

Gran Bretaña

Resto Europa

Estados Unidos

Mundo

34

Matrices EnergéticasMatrices Energéticas

53

13

9

6

6

13

Caballos, 53 %

Humanos, 13 %

Hidráulica, 9 %

Madera, 6 %

Carbón mineral,6 %

Otros, 13 %Matriz energética en Estados Unidos, en 1851

35

6

15

79

Energía mecánica, 6 %

Energía Humana, 15 %

Energía Animal, 79 %

96

3 1

Energía mecánica, 96 %

Energía humana, 3 %

Energía Animal, 1

Matriz energéticaen Gran Bretaña,en años previos ala RevoluciónIndustrial

Matriz energéticaen Gran Bretaña,

en años posteriores ala Revolución

Industrial

36

Después del carbón...Después del carbón...

El gas de hulla El gas de hulla y y

el petróleoel petróleo

El gas de hulla El gas de hulla y y

el petróleoel petróleo

37

Para terminar volvamos al gráfico inicial Para terminar volvamos al gráfico inicial Para terminar volvamos al gráfico inicial Para terminar volvamos al gráfico inicial

Sociedad Cazadora- Agrícola Agrícola Preindustrial Industrial Moderna

Primitiva Recolectora Avanzada Avanzada Industrial 2 5 12 20 60 125 240

Kcal / dia.capita

38Equivalente al consumo periférico por Equivalente al consumo periférico por

tracción a sangre humana 500 tracción a sangre humana 500 individuosindividuos

Equivalente al consumo periférico por Equivalente al consumo periférico por tracción a sangre humana 500 tracción a sangre humana 500

individuosindividuos

Valores Relativos de Consumos EnergéticosValores Relativos de Consumos Energéticos

100 1 0,2 A B C

A: consumo periférico sociedad A: consumo periférico sociedad industrial.industrial.B: alimento.B: alimento.C: energía mecánicaC: energía mecánica

39

Capacidad de un individuo por tracción a sangreCapacidad de un individuo por tracción a sangre

20 % de su alimento (400-600 kcal/día)20 % de su alimento (400-600 kcal/día)

Supongamos 1.000 u$s/mesSupongamos 1.000 u$s/mes valorizamos la caloría humanavalorizamos la caloría humana

Supongamos un barril a 50 u$sSupongamos un barril a 50 u$s valorizamos la caloría del petróleovalorizamos la caloría del petróleo

Comparemos ambos valores ¿cuál es más barato?

Comparemos ambos valores ¿cuál es más barato?

40

y, finalmente,

Ineficiencia energética

41

PRODUCCIÓN DE PAN:PRODUCCIÓN DE PAN:

1. Se ara la tierra con un tractor 2. Se siembra trigo 3. Se aplican fertilizantes y plaguicidas 4. Se cosecha el grano con una cosechadora y se embolsa. 5. Las bolsas se cargan en un camión. 6. 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.Todo ello para acceder a unas 150 kcal.

42

ANTES DE LA ERA INDUSTRIALANTES DE LA ERA INDUSTRIAL

AGRO

HOMBRE

LATA DE CEREALES

ERA INDUSTRIALERA INDUSTRIAL

1 cal

1 agricultor

10 cal

alimentos para 4personas

1 cal

1 agricultor

6000 cal

alimentos para 78personas

2.800 cal2.800 cal 270 cal270 cal

43

3 %

Electricidad...Electricidad...

Fuente fósil100 %

CentralTérmica

Transporte Distribución

44

... y el automóvil

... Y la calefacción residencial...

45

Consumo Energético bpe per cápita

Estados UnidosEstados Unidos 6060

JapónJapón 3030

NigeriaNigeria 0,8 0,8

46

Consumo de Energía

Población Mundial

No emplean formas No emplean formas Comerciales de EnergíaComerciales de Energía

Países Desarrollados 15 %Países Desarrollados 15 %

PaísesPaíses desarrolladosdesarrollados 50 % 50 %

Países Sub Desarrollados 33 %Países Sub Desarrollados 33 %

47

La termodinámica no La termodinámica no es una distracción de la es una distracción de la físicafísica

La energía depende de La energía depende de sus dos Principios sus dos Principios (Conservación y (Conservación y Degradación)Degradación)

48

Y ello nos obliga a pensar en:

Fuentes Transformación

Uso eficiente Si no...

49

MUCHAS GRACIAS