agua y energ ia en espana. un reto~ complejo y … · que la sociedad de hoy es m´as sensible que...

Ingenierıa del Agua, Vol. 17, No 3, Septiembre 2010

AGUA Y ENERGIA EN ESPANA. UN RETOCOMPLEJO Y FASCINANTEEnrique Cabrera, Miguel Angel Pardo, Enrique Cabrera Jr., Ricardo CobachoITA, Universidad Politecnica ValenciaCamino de Vera s/n, 46022 [email protected]

Resumen: El comienzo del Siglo XXI esta viendo la ultima crisis energetica que por mor del cambio climatico esta te-

niendo un impacto social muy superior al de las precedentes. Por mas que la actual coyuntura economica haya templado

la escalada del precio del barril del petroleo (fue el 11 de julio de 2008 cuando alcanzo 147.25 dolares, su actual maximo)

todo indica que tan pronto la economıa recupere su pulso, el precio del petroleo registrara nuevos maximos y de nuevo

la crisis energetica volvera al primer plano de la actualidad.

Una crisis que ha servido para evidenciar el enorme gasto de energıa que el manejo sostenible del agua comporta,

situando en la primera pagina de las agendas polıtica y cientıfica al binomio agua - energıa. Un interes acrecentado

por la doble interaccion del binomio con el cambio climatico. De una parte porque con el gasto energetico aumenta

la emision de gases de efecto invernadero (GEI) y de otra porque segun los pronosticos del Panel Intergubernamental

para el estudio del Cambio Climatico (IPCC) en muchas areas geograficas de Espana, en especial la mediterranea,

disminuiran las disponibilidades de recursos hıdricos acentuandose el estres que hoy ya sufren. De estas cuestiones, y de

las dificultades que hay que superar para optimizar el uso de recursos tan estrategicos, sobre todo como consecuencia

de la actual dispersion de competencias en materia de agua y energıa, se ocupa este trabajo.

INTRODUCCION

Hasta hace pocos anos la unica relacion agua -energıa objeto de interes era el aprovechamientode la energıa de las corrientes de los rıos. Primerocon norias y molinos y, a partir del siglo XIX, conturbinas. Interesaba, pues, el agua como fuentede energıa mecanica y electrica. Pero propiciadopor el estancamiento de la produccion de hidro-electricidad, por el gran consumo energetico queel manejo sostenible del agua exige y, finalmente,por la necesidad de generar recursos alternativos(agotadas las fuentes tradicionales, en algunasareas geograficas hay que recurrir a la reutiliza-cion cuando no a la desalacion), en los ultimosanos despierta mas interes la relacion inversa,es decir, el recurso natural mas preciado comoconsumidor de energıa.Las cada vez mas frecuentes sequıas y el re-

to del cambio climatico exigen mayores nivelesde eficiencia en el uso de estos dos recursos, so-bre todo porque su interdependencia amplificael problema. El calentamiento global, la mayorevidencia del cambio climatico, disminuye la dis-ponibilidad de agua en las areas de mayor estreshıdrico que ademas suelen coincidir con las demayor demanda. Ello obliga a recurrir tanto afuentes alternativas energeticamente mas exi-

gentes como a elevar el agua subterranea desdeprofundidades mayores. Y no acaba ahı la inter-dependencia. De una parte menos agua supo-ne menos produccion de energıa hidroelectrica yde otra mas temperatura aumenta el consumoenergetico domestico requerido por la climati-zacion de las viviendas. Todos los vectores van,pues, en la misma direccion, a aumentar el gas-to de energıa no renovable, a propiciar el cambioclimatico y, en fin, a alimentar un ciclo viciosode difıcil control.

El presente artıculo revisa en primer lugar elnotable papel que ha jugado para la humanidadel agua como fuente de energıa, una historia tanantigua como la vida misma y aun hoy de plenaactualidad. Pero como los mejores aprovecha-mientos hidroelectricos ya estan operativos, hoyesta relacion concentra sus esfuerzos en mejorarla eficiencia de las turbinas. En segundo lugarse expone por que el manejo sostenible del aguacomporta un gasto de energıa notable, analisiscuyo pistoletazo de salida lo marca la publica-cion del informe del Departamento de Energıadel Estado de California (CEC, 2005b). Comose vera, Europa reacciona despues, siendo Ingla-terra el primer paıs que aborda este analisis conun completo informe institucional (EA, 2008).

© Fundacion para el Fomento de la Ingenierıa del Agua ISSN: 1134–2196Presentado en la sesion monografica “Agua y Energıa” de las Jornadas de Ingenierıa del Agua, celebradas en Madrid en Octubre de 2009

236 E. Cabrera, M.A. Pardo, E. Cabrera Jr. y R. Cobacho

El repaso que se hace del estado del arte enCalifornia y Europa tiene su continuacion en Es-pana, un paıs al que este asunto le afecta en granmedida desde cualquier optica. Tiene notable in-teres tanto por nuestra dependencia energeticadel exterior como porque hasta ahora la gestionde la demanda no ha merecido la atencion dela administracion espanola por lo que el mar-gen de ahorro de agua (y por tanto de energıa)que existe es importante. Al tiempo, y no es unacuestion menor, una mejor comprension de larelacion agua - energıa permitira minimizar losimpactos derivados del cambio climatico. SiendoEspana una de las areas del planeta a la que laspredicciones de los modelos del IPCC le augu-ran un futuro mas sombrıo (los recursos hıdricospueden verse reducidos hasta un 40%), convieneabordar con decision este asunto.

EL AGUA FUENTE DE ENERGIA

Desde hace varios milenios, el agua se vieneutilizando como fuente de energıa. Y ası las an-tiguas norias aprovechaban la velocidad del aguaen el propio rıo para, mientras llenaban sus can-gilones, provocar el giro y con el, su elevacion.Hablamos del dispositivo mas antiguo (Bonnin,1984) que se remonta al siglo XVIII AC, haceunos cuatro mil anos. Con todo (Viollet, 2005),el primer documento que referencia un molinotiene una fecha muy posterior (siglo I en Ponto,la Capadocia de hoy). Sin embargo pocas deca-das despues, tanto en Roma como en China, losdos grandes imperios de la epoca, son numerosaslas referencias al uso de los molinos de agua.La antiguedad, pues, ve el nacimiento de nu-

merosos dispositivos hidraulicos. Algunos, co-mo los citados, utilizan el agua como fuente deenergıa. Otros, como la bomba de pistones oel tornillo de Arquımedes, elevan el agua conenergıa mecanica externa. La historia de estasprimeras maquinas es, sin duda, apasionante.Bonnin presenta un cuadro con las caracterısti-cas de los ingenios utilizados para elevar agua enla antiguedad y los situa en el tiempo (Bonnin,1984). Y Viollet publico no hace mucho un libroen el que cuenta esta historia (Viollet, 2005).Pero las maquinas que intercambiaban energıa

hidraulica y mecanica en la antiguedad eran to-das volumetricas. Hay que esperar al siglo XVIII(Brekke, 1996) para ver aparecer las primerasbombas y turbinas a reaccion, cuya mayor dife-rencia con relacion a las maquinas volumetricasde la antiguedad, es el salto de presion que ge-neran los rodetes (positivo en las bombas, nega-tivo en las turbinas). En concreto sera LeonardoEuler quien en 1754 establece las bases de las

maquinas que van posibilitar el desarrollo de lahidroelectricidad (Raabe, 1987). Una fuente deenergıa que potenciara Espana en el siglo XXhasta alcanzar, ya en el 2006, los 18278 Mw depotencia instalada, con una produccion ese mis-mo ano de 36530 Gwh (MICT, 2007). Pero enEspana, como en casi todos los paıses desarro-llados, esta fuente de energıa apenas da ya masde sı.En el ranking mundial Espana, con sus 18,3

Gw instalados en 2006, ocupa el decimo lugarpor detras de Estados Unidos, China, Canada,Brasil, Japon, Rusia, India, Noruega y Francia(IEA, 2006), prueba evidente del gran desarro-llo que esta energıa ha tenido en nuestro paıs.De hecho quienes nos preceden en el ranking oson paıses inmensos o, como Noruega, son extre-madamente ricos en recursos hıdricos. O ambascosas a la vez. En concreto el potencial de China,el mayor del mundo tras la entrada en serviciode la presa de las Tres Gargantas, es cinco vecessuperior al de Espana, aunque al gigante asiaticosu elevada potencia tan solo le sirve para cubrirel 16% de su demanda. Sin embargo a Noruegala energıa hidroelectrica practicamente le bastapara satisfacer sus necesidades (98,8%), mien-tras Brasil, con el 83%, se acerca a este objetivotan deseado. En Espana el peso de la energıa deorigen hidroelectrico ha disminuido con el pa-so del tiempo. En el 2006 represento el 22,8%(MICT, 2007) un valor tıpico dentro de la ampliahorquilla en la que se suele mover (20% 30%),fiel reflejo de nuestra variabilidad climatica.Pero hoy la energıa hidroelectrica practica-

mente ha alcanzado su techo. En los paıses masdesarrollados porque las grandes instalacionesestan realizadas. Y en los que no lo estan por-que la sociedad de hoy es mas sensible que la dehace unas decadas a las alteraciones medioam-bientales, en gran medida porque las experien-cias negativas no escasean. Ejemplo palmario esla citada presa china de las Tres Gargantas en elrıo Yangtse. Finalizada hace ahora cuatro anos(mayo de 2006), su construccion comporto laevacuacion de mil ciudades con el consiguientedesplazamiento de mas de un millon de perso-nas. Con su llenado han aparecido preocupantesinestabilidades geologicas y en el fragil equilibriodel rıo los danos ambientales son ya evidentes(Cody, 2007). Y como quiera que en las ulti-mas decadas han aflorado muchos de los efectossecundarios (antano invisibles) derivados de lapresencia de grandes presas, cada vez se oyencon mas fuerza voces, incluso alejadas de gru-pos ecologistas que, con analisis globalizados,cuestionan esta energıa (NHSNL, 2006).

Agua y energıa en Espana. Un reto complejo y fascinante 237

El uso sostenible del agua esenergéticamente exigente El gasto de energía conlleva la emisión de GEI La emisión de GEI altera el climaAgua Energía Cambio climáticoLa alteración del clima modifica el régimen de lluvias con tendencia (en el mediterráneo) a su disminución Huella energética del manejo agua Huella emisión GEI

Figura 1. El bucle agua - energıa - cambio climatico

De cuanto antecede, breve resumen del aguacomo fuente de energıa, se concluye que en losproximos anos, al menos en los paıses desarro-llados, el interes del mundo hidroelectrico se di-rigira mas a mitigar el impacto de las centra-les existentes y a la mejora de sus rendimien-tos que a promover nuevas instalaciones (USBR,2005; HQ, 2006). Facil es, pues, anticipar quepor lo que la relacion agua - energıa se refie-re sera el sentido inverso (el agua usuario deenergıa) al hasta ahora tradicional (el agua fuen-te de energıa) el que merecera mayor atencion.

EL AGUA CONSUMIDOR DE ENERGIA

El trasiego del agua (un m3 pesa una tonela-da) demanda importantes cantidades de energıa,y por ello la mejora del rendimiento de los bom-beos siempre ha preocupado, como optimizar losprocesos de tratamiento y depuracion. Sin em-bargo el analisis extendido a lo largo del ciclointegral del binomio agua - energıa es asunto re-ciente pese a que solo esta vision permite evaluarel imponente gasto total que el manejo sosteni-ble del agua requiere. En efecto, cada etapa delciclo hıdrico artificial que recorre el agua paracomodidad del hombre (desde su captacion has-ta su vertido final), exige un gasto de energıaunitario, una huella energetica del agua (HEA)en Kwh/m3. Un problema hasta ahora oscureci-do por las notables inversiones que requieren lasgrandes obras hidraulicas pero, sobre todo, por-que el gasto lo asumen una infinidad de usuarios(urbanos, industriales y agrıcolas), propiciandoque pase desapercibido, por mas que la suma demuchos terminos menores comporte un total im-ponente. En California (CEC, 2005b) ese gastoenergetico es el 19% del consumo electrico y el32% del de gas (Tabla 1). En Espana como mas

adelante se vera el asunto comienza a interesar.Una primera estimacion indica que el porcentajeen ningun caso serıa inferior al 10%.La Figura 1 sintetiza el triple nexo agua –

energıa – cambio climatico. La HEA global (su-ma de las unitarias correspondientes a cada eta-pa del ciclo integral) depende de cada ciudad osistema de riego, del mismo modo que las emi-siones de GEI dependen tanto de la HEA co-rrespondiente como del origen de la energıa. Laconversion agua – aire (Wolff et al., 2004) per-mite concretar esta segunda huella.Ası pues el problema que se plantea, la ra-

cionalizacion conjunta del agua y de la energıa,esta estrechamente relacionada con el cambioclimatico. De una parte porque los mas de losmodelos desarrollados en el marco del trabajodel IPCC preven para el area mediterranea unareduccion de hasta el 30% de los recursos hıdri-cos (Milly et al., 2008), lo que aconseja implan-tar cuanto antes polıticas de ahorro que mejorenla garantıa de suministro en esta zona geografi-ca. Y de otra porque el ahorro de agua conllevaahorro de energıa y, en definitiva, minimiza laemision de GEI. Por ello la polıtica del agua de-be poner todo cuanto este de su parte para nocon tribuir al cambio climatico.La Figura 2 detalla las horquillas de las HEA

calculadas en distintos ciclos de agua urbanos enCalifornia (CEC, 2005b). Presentan mayor am-plitud la etapa de captacion, bombeo y transpor-te (lo justifica el largo trasvase de norte a sur delEstado) y la de potabilizacion (el mayor valor co-rresponde a la desalacion). La figura no incluye,por los muchos matices que admite, la horqui-lla de los usos finales, pese a que de acuerdocon la Tabla 1 el mayor gasto de energıa corres-ponde a esta fase. Por ello, y aunque siemprese ha procurado mejorar los procesos para aho-


rrar energıa (son espectaculares los habidos enlos ultimos anos en desalacion), el ahorro inhe-rente a un uso del agua mas racional, pese asu importancia, se ha venido ignorando. Ası lodemuestra un reciente estudio (McMahon et al.,2006) que concluye que en una vivienda la mejorrelacion coste beneficio (en Kwh ahorrados) seobtiene utilizando dispositivos de ahorro de aguadomesticos. Es superior a cualquier otro progra-ma de eficiencia domestica como, por ejemplo,el cambio de bombillas de incandescencia porotras de bajo consumo. Por ello solo los analisisintegrales permiten evaluar adecuadamente losbeneficios derivados de las distintas polıticas deahorro de agua.Las HEA permiten evaluar el ahorro consegui-

do reparando las fugas de las redes e instalan-do en las viviendas aparatos domesticos de ba-jo consumo. Tambien, y con independencia delahorro de agua que pueda comportar, permitevalorar, desde la optica energetica, las ventajasde reutilizar agua frente a utilizar la procedentede un suministro alternativo. El ahorro de agua

supone detraer menos agua del medio natural altiempo que disminuye el caudal que circula porlos circuitos artificiales alternativos lo que tieneun notable efecto multiplicador. Aumenta la ga-rantıa de suministro, favorece la vida de otrosecosistemas y reduce el consumo energetico.

El analisis coste beneficio de cada alternati-va (aumentar el suministro frente a gestionar lademanda) aun es mas favorable si se consideranlos ciclos de vida de los materiales que cada unacomporta. De hecho, sobredimensionar las obrassupone un gasto de energıa adicional, el aso-ciado a toda obra. De ahı que comience a serhabitual que estos estudios incluyan los costesde los ciclos de vida de las soluciones analizadascon sus implicaciones energeticas (Filion et al.,2004). Estudios que tambien permiten clarificarque opcion de aumento de la oferta (reutiliza-cion o desalacion de agua) es ambientalmentemas sostenible (CEC, 2005a). Pero, y en ello hayque insistir, siempre sera la opcion mas favorablegestionar mejor (EPA, 2002).

Figura 2. Horquillas de las HEA unitarias en California (CEC, 2005b)

Electricidad Gas natural Diesel(GWh) (millones de termias) (metros cubicos)

Suministro de agua y depuracionUrbano 7554 19 ?Agrıcola 3188

Usos finalesAgrıcola 7372 18 333080Residencial 27887 4220 ?ComercialIndustrialTratamiento de agua 2012 27 ?

TOTAL 48012 4284 333080

Consumo total ano 2001 250494 13571 ?Porcentaje de energıa en el Estado 19% 32% ?

Tabla 1. Gasto energetico ligado al agua en California (CEC, 2005b)


De cuanto antecede se infiere la necesidad deacoplar las polıticas hıdrica y energetica, aunquepreviamente cada una de ellas deba coordinar-se adecuadamente. No en vano el nexo agua –energıa solo tiene sentido caracterizando primerotodo el ciclo del agua. La actual atomizacion, noexenta de falta de coordinacion, de la adminis-tracion espanola del agua propicia que muchasetapas del ciclo en la practica se ignoren entre sı.Y ası mientras el control de los recursos (etapasde captacion y transporte en alta) corresponde ala administracion estatal (o autonomica cuandolas cuencas son intra-comunitarias), los ayunta-mientos gestionan el agua urbana. Mientras noexista un organismo regulador que las coordine,estas etapas estaran desacopladas. Por la impor-tancia estrategica del asunto, mas adelante seabunda en ello.

AGUA Y ENERGIA, UN ASUNTO EN LACRESTA DE LA OLA

Hasta hace unos pocos anos el interes por me-jorar la eficiencia de los procesos era directamen-te proporcional al precio de la energıa. Lo eviden-cia la correlacion que existe entre la evoluciontemporal del gasto en I+D en los paıses miem-bros de la International Energy Agency (IEA,2008) y el precio del barril de petroleo. Com-parando la Figura 3 (que detalla la inversion enI+D dedicada a las diferentes fuentes de energıa)con la Figura 4 (que muestra la evolucion de

los precios del barril de petroleo tanto en dola-res del ano en curso como en dolares de 2006)ası se evidencia. Debe notarse que la Figura 4(solo alcanza hasta el 2006) no registra el maxi-mo absoluto de Julio de 2008 (147,25 dolares elbarril de petroleo). Por ultimo conviene subra-yar que la correlacion entre coste del petroleo yel gasto en I+D evidencia un desfase, indicadordel tiempo de respuesta de la accion polıtica alaumento del precio del crudo.Las graficas muestran con claridad la crisis de

1973, dejando en el aire el desenlace de la ac-tual cuyo final nadie conoce. Y ello porque ala ya mentada correlacion derivada del encare-cimiento del precio del petroleo hay que anadirun nuevo ingrediente, antes inexistente, la nece-sidad de reducir las emisiones de gases de efec-to invernadero. Un asunto que adquiere maximarelevancia a partir del Protocolo de Kioto (di-ciembre de 1997) que doce anos mas tarde, ycon ocasion de la Cumbre del Clima de la ONU(Copenhague, diciembre de 2009), con escasoexito se ha intentado actualizar. Tambien con-viene llamar la atencion sobre como contemplala energıa hidroelectrica la Figura 3. Su inclusionen el bloque de las energıas renovables confirmaque, por las razones expuestas, ha perdido pro-tagonismo en el presupuesto global dedicado alI+D. Su papel es y seguira siendo importante,pero como su margen de crecimiento es muy li-mitado, con el paso del tiempo cada vez suscitamenos interes.

Figura 3. Inversion en I+D en los paıses adscritos a la IEA (IEA, 2008)


Nominal Oil-Price

December 1979, Peak 97$ in 2007 DollarsIran/Irak war

Gulf warSecondGulf war

Annual Average Domestic Crude Oil Prices 1974-Present U.S. Inflation Adjusted 2007

$0

$20

$40

$60

$80

$100

1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006

Time (years)

Pri

ce ($

)

Nominal Oil-Price

December 1979, Peak 97$ in 2007 DollarsIran/Irak war

Gulf warSecondGulf war

Annual Average Domestic Crude Oil Prices 1974-Present U.S. Inflation Adjusted 2007

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1974 1978 1982 1986 1990 1994 1998 2002 2006

Time (years)

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Figura 4. Precio nominal y actualizado del petroleo(www.inflationdata.com)

Sin embargo la relacion inversa agua – energıacada dıa que pasa esta mas de moda porque, alreves de la hidroelectricidad, su margen de me-jora es enorme. Desde que vio la luz el estudiode California (la Figura 2 y la Tabla 1 sintetizanalgunas de sus principales conclusiones) los es-tudios proliferan por todo el mundo. La propiaComision de la Energıa de California (CEC) revi-sa los resultados del primer estudio (CEC, 2006)y concluye que, si bien la metodologıa seguidano es del todo solida, las conclusiones principalesson razonables. Con todo, este estudio es poste-rior a otro realizado en 2001 (Wolff y Wilkinson,2001), cuyo resumen (Wolff, 2010) acompanaa este artıculo en esta misma Revista. A desta-car que, pese a seguir caminos opuestos (“top-down” el de la CEC y “bottom-up” el segundo),los resultados son muy parecidos lo que viene aconfirmar la solidez de los resultados.Ası pues el informe de la CEC, pese a ser

el mas conocido, no es el primero de una lar-ga serie de informes que, desde hace algo masde un quinquenio, no para de crecer. Uno delos primeros (Ward, 2004) sintetiza las conclu-siones del taller “New York regional Energy –Water Workshop” organizado por la Universi-dad de Columbia, en abril de 2004 en NuevaYork. Con todo, de entre la infinidad de infor-mes que han ido apareciendo posteriormente, yque complementan al de la CEC, por su caracterestrategico e institucional solo se comentan dosde ellos. El primero, el que eleva el Departamen-to de Energıa al Congreso de los USA en 2006(DOE, 2006), abunda en muchos de los aspectosque aquı se subrayan. De hecho, ademas de des-tacar que el progreso habido en los USA en granmedida ha sido posible gracias a las grandes in-fraestructuras hidraulicas y energeticas, subraya

que la prioridad maxima es coordinar mejor laspolıticas hıdrica y energetica buscando sinergiasentre ellas. En segundo lugar se citan las conclu-siones del taller organizado por la EnvironmentalProtection Agency (EPA, 2008). Resume muybien los retos y oportunidades del nexo agua –energıa.En Europa el interes por la relacion agua –

energıa es mas reciente. Hay que esperar a 2008para que vea la luz en Inglaterra el primer infor-me institucional. Publicado por la EnvironmentAgency (EA, 2008) centra el problema en elambito urbano mientras ignora el riego, porqueen ese paıs la agricultura es una cuestion menor.Aborda con notable detalle el calculo de la hue-lla de los Gases de Efecto Invernadero (GEI) co-rrespondiente al uso de agua de una procedenciaconcreta, huella que incluye tambien el impactoenergetico de los Ciclos de Coste Vida. Y ante lanecesidad de mejorar la garantıa de suministropropone, desde esa optica, explorar diversas al-ternativas. En concreto compara aumentar conuna nueva desaladora la oferta frente al aho-rro conseguido con un programa de gestion dela demanda. No se comentan los resultados (quepor otra parte se pueden intuir) porque convienecentrarse en el objetivo principal de este traba-jo. Evidenciar que solo un analisis que incluyatodo el gasto energetico que conllevan las dis-tintas opciones que se contemplen conducira aresultados satisfactorios.Por lo que a la Union Europea se refiere las

iniciativas son recientes. Una de las primeras lallevo a cabo en febrero de 2008 la Global WaterResearch Coalition. El taller “Agua y Energıa”celebrado en Londres se centro en la mejora dela eficiencia de los procesos de depuracion. Elobjetivo, reducir el consumo de energıa un 20%


(GWRC, 2008). Un analisis tan especıfico delbinomio agua energıa se debe a que en la coali-cion participan fundamentalmente empresas dis-tribuidoras de agua del norte de Europa. Y loselevados precios que allı se pagan garantizan unuso muy eficiente del agua por lo que el princi-pal margen de ahorro esta en la mejora de losprocesos de depuracion. Sin embargo, sı realizaun analisis global de la interaccion agua energıael taller celebrado en Bruselas en Enero de 2009“The Energy-Water Nexus: Managing the Linksbetween Energy and Water for a SustainableFuture” organizado por la oficina COST de laUnion Europea. Tambien destacar que a finalesde Octubre del 2009 en Copenhague se celebro,promovida por la IWA, la Conferencia Water &Energy que ha tenido continuidad justo un anodespues en Amsterdam (Noviembre de 2010).Ambas conferencias celebradas en el norte deEuropa, por las razones expuestas, han focaliza-do su atencion en la eficiencia energetica en losprocesos de depuracion.Por ultimo, la prueba evidente del interes que

la Union Europea tiene en el binomio aguaenergıa la encontramos en las bases de la con-vocatoria del VII Programa Marco vigente (EU,2009). En anexo al tema VI Medio Ambiente,y en particular en el epıgrafe 6.3.1.1-1 del area6.3.1.1 referida al agua, “Technologies and sys-tems for urban water cycle services”, consta loque sigue. Los resultados de los proyectos per-mitiran “Assist water authorities and utilities informulating appropriate urban water polices andlevels of service criteria and their subsequent im-plementation. Increase understanding of urbanwater-energy relationship and develop tools andtechniques to implement urban integrated waterand energy resource management.”

AGUA Y ENERGIA EN ESPANA

Con todo lo sorprendente del caso es que, pese

a la escasez de agua y la dependencia energeti-ca que Espana y los paıses del area mediterraneatienen, un asunto tan relevante apenas ha mere-cido atencion aunque en el tiempo transcurridodesde que este artıculo se presento en las Pri-meras Jornadas de la Ingenierıa del Agua y elmomento en que se pone a punto ha aparecido,promovido por la Fundacion Botın, un interesan-te trabajo (Hardy y Garrido, 2010). Estima queel gasto energetico ligado al agua representa un8% del total, si bien no contabiliza la energıaligada a los usos finales, sin duda la etapa masconsuntiva. Su inclusion aproximarıa, e inclusorebasarıa, el resultado estimado en este articulo(ver Tabla 4). El trabajo, ademas, incluye un es-tudio novedoso y de notable interes, el futuro delos biocombustibles como potenciales sustitutosde los tradicionales combustibles fosiles para, deeste modo, ir reduciendo la emision de gases deefecto invernadero (GEI). Y al respecto acon-seja mucha prudencia porque biocombustibles ycultivos tradicionales competirıan por la mismaagua por lo que puede que resolviendo un pro-blema se crease otro peor, lo que evidencia unavez mas la necesidad de realizar analisis globales.Pero hasta hace bien poco apenas se

habıan publicado estudios referidos al consumoenergetico asociado al ciclo integral del agua.Solo algunos trabajos interesantes, aunque par-ciales, habıan visto la luz. Por su sentido dela anticipacion destaca el de Sala, centradoen la Costa Brava (Sala, 2007). Realizado en2002, el analisis contemplo 29 fuentes de sumi-nistro diferentes, e incluyo las fases de capta-cion/extraccion, tratamiento y distribucion y 18plantas depuradoras, considerando las etapas derecoleccion, transporte y tratamiento biologico.Las mayores horquillas (Tabla 2) corresponden alsuministro y reflejan casuısticas diferentes (co-mo la cota de la poblacion y la procedencia delagua). El estudio obtuvo valores similares a losdel estudio posterior de California (CEC, 2005b).

Abastecimiento Depuracion

Procedencia agua potable Horquilla consumo Tipo Planta Horquilla consumo(Kwh/m3) (Kwh/m3)

Superficial (corta distancia < 10Km) 0.0002–0.37 Fangos activados 0.43–1.09convencionales

Superficial (larga distancia > 10Km) 0.15–1.74 Aireacion prolongada 0.49–1.01

Subterranea (acuıferos locales) 0.37–0.75 Lagunaje convencional 0.05

Subterranea (acuıferos lejanos) 0.60–1.32

Desalacion (incluso distribucion) 4.94–5.41

Tabla 2. Horquillas consumo de energıa. Ciclo urbano del agua en la CostaBrava (Sala, 2007)


Regadıos Agricultura y Pesca

Bombeos Labores Total Consumo Consumo Consumo

Electricos Gasoil Gasoil Gasoil Energıa Gasoil EnergıaComunidad Autonoma MWh t t t Ktep t Ktep

Andalucıa 530.863 48.047 108.505 156.552 270 467.191 581Aragon 103.254 7.058 55.568 62.626 85 177.389 199Asturias 0 104 377 481 0 52.492 52Baleares 21.961 1.901 2.360 4.281 9 36.800 41Canarias 139.294 9.419 4.061 13.480 43 49.210 79Cantabria 39 99 356 455 0 36.842 37Castilla-La Mancha 595.817 22.044 49.047 71.091 198 301.970 429Castilla y Leon 190.330 27.627 67.866 95.493 136 436.927 476Cataluna 46.221 14.334 36.663 50.998 61 286.221 296Extremadura 58.686 13.813 29.309 43.122 56 95.567 108Galicia 525 3.260 11.793 15.054 15 413.306 413Madrid 10.111 1.710 3.084 5.514 8 81.953 84Murcia 543.662 15.226 27.238 42.484 159 85.507 202Navarra 26.281 1.450 11.416 12.866 18 44.053 50Paıs Vasco 2.963 519 1.878 2.398 3 137.211 138Rioja 7.353 864 6.803 7.667 9 32.557 34Valenciana 589.868 14.903 48.556 63.459 190 214.691 341

Total 2.867.228 182.399 465.601 648.000 1.261 2.949.884 3.563

Tabla 3. Consumo de energıa en regadıos, agricultura y pesca por autonomıas(MAPA, 2002)

Uso Gasto de agua Consumo unitario medio Energıa requerida

Urbano (ciclo completo) 6300 hm3/ano 3 Kwh/m3 18900 GwhRiego (ciclo completo) 23800 hm3/ano 0.2 Kwh/m3 4760 Gwh

TOTAL 23660 Gwh

Tabla 4. Demanda de energıa electrica (estimada) ligada al agua en Espana

Por lo que al regadıo se refiere, no existen da-tos actuales si bien el reciente trabajo de Co-rominas aporta mucha luz al respecto (Coromi-nas, 2010). Los que figuran en el Plan de Re-gadıos MAPA (2002) se remontan, aunque resul-te difıcil creerlo, al lejano 1995. Indican, ademas,que una parte importante del gasto energeticono es electrico, por lo que la emision de GEI aunes mayor. El consumo electrico (Tabla 3) estu-vo proximo a los 3000 Gwh valor que, a dıa dehoy, bien pudiera acercarse (Tabla 4) a los 5000Gwh, un resultado que explica la transformaciondel riego tradicional a riego por goteo. Este ulti-mo es energeticamente mucho mas consuntivo.

Una primera estimacion de la energıa ligadaal agua en Espana se puede realizar a partirde la demanda total de agua, 35000 hm3/anode acuerdo con los actuales planes de cuenca(MIMAM, 2000), correspondiendo el 68% al re-gadıo, el 18% al uso urbano e industrial. El res-to, un 14% a la refrigeracion de centrales pro-ductoras de energıa. En valores absolutos sig-nifica que el regadıo demanda 23800 hm3/anomientras el suministro urbano 6300 hm3/ano.

Admitiendo una HEA total media para todo elciclo urbano del agua (en esta primera aproxima-cion no se contemplan las inevitables perdidas deagua de cada etapa) de 3 kwh/m3 (incluyendotanto la depuracion como los usos finales que,ya se ha dicho, tienen la mayor HEA unitaria) y0.2 kwh/m3 para el regadıo, el consumo total deenergıa electrica ligado al agua en Espana serıael de la Tabla 4.

El valor global se aproxima a los 24000 Gwh(la mitad del Estado de California) que para elconsumo total del paıs de 223000 Gwh en elano 2005 (CNE, 2006), supone algo mas del10% del total, bastante inferior al 19% de Ca-lifornia. Sea cual fuere (la Tabla 4 proporcionauna primera aproximacion) es una cantidad losuficientemente importante como para justificarun estudio preciso y global que por el momentoninguna administracion se ha planteado realizar.Observese, ademas, que para el regadıo la esti-macion de la Tabla 4 es del orden de magnitudde la estimacion antes realizada. No es, pues,arriesgado afirmar que en Espana el consumo deenergıa ligado al agua supera el 10%, un valor


que justifica plenamente el estudio que se recla-ma porque hasta ahora solo ha habido laudablesiniciativas particulares.

Llegados a este punto surge la pregunta¿que institucion deberıa liderar un trabajo tannecesario? Ya se ha visto que en California hasido la Comision de la Energıa por lo que, si-guiendo el paralelismo, le corresponderıa al Mi-nisterio de Industria, Comercio y Turismo que,ciertamente, acaba de mover ficha a traves delInstituto para la Diversificacion y Ahorro de laEnergıa (IDAE) retomando una iniciativa quepreviamente habıa liderado CIEMAT y que, trasun par de reuniones, abandono. Pero la iniciativadel IDAE no es un analisis integral. Se centra, aligual que los paıses del norte de Europa, en lamejora de procesos (depuracion y desalacion). Elestudio planteado a traves de la Fundacion OPTI(OPTI, 2009) guarda un paralelismo total con eltrabajo de la GWRC mencionado. Al parecer elIDAE renuncio a un planteamiento global (pesea que en esta area es donde el margen de mejoraes mayor) porque el ciclo integral del agua no esde su competencia.

El enorme potencial de ahorro de energıa (enterminologıa sajona, embedded energy) justificala estrecha colaboracion de todas las administra-ciones. Porque por cada m3 de agua no utilizadola factura de energıa disminuirıa unos 3Kwh enmedia, aunque para cada ciclo urbano concre-to habrıa que establecer una buena “metrica”,concretando que valor, dentro de las horquillasdetalladas en la Figura 2, le corresponde. Obvia-mente el ahorro de energıa depende del punto delciclo en que el uso se optimiza. Y ası, en termi-nos energeticos es mas eficiente ahorrar agua enlas viviendas (incluye todo el gasto energeticohasta llegar a su uso final) que reducir las fugasen la red. Pero en definitiva todo contribuye demanera poderosa a ahorrar energıa y a disminuirla huella de emisiones de GEI (Cabrera et al.,2009).

Pero lo cierto es que hasta ahora, y pese aque hablamos de cifras notables, la administra-cion espanola no ha lanzado, como sı han hechootros paıses, una iniciativa integradora que enprimer lugar evalue el potencial ahorro de aguay energıa y despues disponga medidas e incen-tivos que permitan materializarlo. Y ası la faltade renovacion de redes urbanas obliga a recurrira aljibes domiciliarios en los que, riesgos sani-tarios aparte, la inutil despresurizacion del aguasupone desperdiciar mas de 200 Gwh/ano. Y aunhay que contabilizar la energıa que se pierde conlas fugas, tambien atribuible a tuberıas obsoletas

(Cabrera et al., 2010). Y tan solo nos hemos re-ferido a una vıa de actuacion. Hay otras muchasque, ademas de mejorar la gestion, activarıan elmercado laboral (el manejo sostenible del aguaes un yacimiento de empleo formidable) lo queen epocas de crisis economica con altos ındicesde paro, constituye una razon de peso adicionalpara andar ese camino.Pero hasta el momento lo unico que de ver-

dad se atisba es una proliferacion de eventos,mas o menos relevantes, todos presididos por elbinomio agua y energıa. Y ası han visto al menosuna reunion las ciudades de Valencia (octubre de2007 y junio de 2010, organizadas por el ITA dela Universidad Politecnica), Madrid (noviembrede 2007, organizada por el Club Espanol de laEnergıa), Pamplona (mayo de 2008, organizadopor el Gobierno de Navarra) y Zaragoza (sep-tiembre de 2008, organizado por la Tribuna delAgua de la Expo) sin olvidar la sesion monografi-ca que, en el marco de las primeras Jornadas dela Ingenierıa del Agua se celebro en Madrid enoctubre de 2009 y cuyas principales aportacionesrecoge esta Revista.

EL CAMINO A SEGUIR EN ESPANA YPRINCIPALES OBSTACULOS A VENCER

El reto final que el trinomio agua, energıa ycambio climatico contemplado como un todoplantea, es racionalizar el uso de dos recursosclave para el bienestar de la Sociedad. Un obje-tivo con notables beneficios colaterales como lareduccion de la emision de gases de efecto inver-nadero, la mejora de la garantıa de suministrode agua y el amortiguamiento de los impactosderivados del cambio climatico que nos acecha.Para conseguirlo hay dos vıas de actuacion, lamejora de los procesos y la mejora de la gestion.La primera, desde siempre contemplada, tiene laventaja de poder abordarse para cada una delas etapas de manera independiente, razon queexplica la apuesta del Ministerio de Medio Am-biente y del IDAE por la desalacion.Sin embargo, y pese a su superior margen, me-

jorar la gestion no ha merecido hasta ahora lamenor atencion. Sin duda por ser tarea muchomas compleja y de resultados palpables en elmedio – largo plazo. Exige coordinar adminis-traciones, educar a los ciudadanos e introducirmecanismos economicos que propicien el uso ra-cional del agua. Los obstaculos a salvar son tancomplejos como evidentes. Superar las barrerasinstitucionales (el estado de las autonomıas y laatomizacion de competencias aumenta la difi-cultad de realizar analisis globales) comenzando


por las de la propia administracion del agua.Y con la polıtica hıdrica bien coordinada inte-

grar en ella un polıtica energetica adecuada. Yviceversa. Solo de esta manera sera de utilidadllevar a la practica (la lista no es exhaustiva) lasacciones que seguidamente se enumeran:

Auditar los usos del agua. Al respecto exis-te un notable deficit pues la Administra-cion no conoce con la precision deseablelos consumos. No sabe ni el agua quepierden las redes, ni conoce los consumosreales (urbanos o agrıcolas). No extrana,pues, que en los planes de cuenca las de-mandas se estimen. Conocer bien los usoses una decision polıtica. Basta con habili-tar los medios humanos y tecnicos necesa-rios.

Desarrollar buenas metricas de calculo delas HEA correspondiente a los diferentesciclos del agua. Con ellas, y conociendo(que no estimando) los usos, resulta inme-diato cuantificar los ahorros energeticos apartir de los ahorros de agua.

Implantar mecanismos economicos y siste-mas tarifarios que propicien el uso eficientedel agua y, en consecuencia, de la energıa.

Incluir en los analisis tanto los costes am-bientales como los energeticos asociadosa los ciclos de vida de los materiales queintervienen en las diferentes soluciones.

Optar siempre por la solucion que presentela mejor relacion coste – beneficio. Efec-tuar analisis globales.

Educar y sensibilizar a la ciudadanıa. Intro-ducir mecanismos economicos y de controlno es, pese a su necesidad, plato de buengusto. El ciudadano debe entender el porque del esfuerzo que se le pide para, deeste modo, apoyar una accion polıtica im-popular.

Con todo, una relacion de acciones, aunque in-completa, extensa debe ordenarse en el tiempo.Por ello la respuesta a la pregunta ¿por dondeempiezo? es unica. Sin duda coordinando todaslas administraciones implicadas para que, juntasy asesoradas por un comite de expertos, tracenun Plan de Actuacion integrado. Ya hay prece-dentes. El mas notable el del Departamento deEnergıa (DOE) del Congreso de los Estados Uni-dos que encargo a los Laboratorios Sandia, en losprimeros meses de 2005, la elaboracion de unahoja de ruta dirigida a optimizar el uso conjuntode agua y energıa. Un proceso bien documenta-do (Hightower, 2005) culminado por el ya citadoinforme elevado al Congreso de los Estados Uni-dos (DOE, 2006).El informe concreta el papel del Gobierno Fe-

deral (Figura 5) en tres acciones:

Coordinar las administraciones.

Plantear analisis globales pues lo que con-viene desde una optica puede que no sealo mejor desde otra optica alternativa.

Optimizar las sinergias de las infraestruc-turas hıdricas y energeticas.

Figura 5. El complejo puzle agua – energıa – cambio climatico

(Hightower, 2005)


La Figura 5 es la imagen que representa lastres acciones. Un puzle complejo de encajar que,trasladado a nuestro paıs, sugiere que la Secre-tarıa de Estado de Cambio Climatico del Minis-terio de Medio Ambiente, no debiera estar tanligada a una optica. Serıa mejor que colgase de laPresidencia de Gobierno. Ası serıa mas facil rea-lizar planteamientos en beneficio del todo y node una de las partes. Porque aunque el trinomioagua, energıa, cambio climatico es cuestion queafecta de manera muy directa a dos Ministerios(Medio Ambiente e Industria), no solo a ellosles compete. Por las implicaciones economicasdel asunto debiera tambien involucrarse el Mi-nisterio de Economıa y Hacienda.

CONCLUSION

Aunque tradicionalmente el agua ha sido con-siderada una fuente de energıa, como la mayorıade las centrales hidroelectricas rentables ya hansido construidas mientras la demanda de aguasigue creciendo, en los anos venideros el interesse centrara, cada vez mas, en el agua como con-sumidora de energıa.Para tomar las decisiones que convienen al fu-

turo es necesario en primer lugar coordinar lasadministraciones. Solo ası se puede plantear elproblema con una vision global e integradora.Este es un paso imprescindible pero en modo al-guno suficiente. En segundo lugar se debe tenerla informacion precisa, que a dıa de hoy se desco-noce. El esfuerzo previo que al respecto debierahacer la administracion del agua es enorme. Yconocidos bien los usos, hay que determinar laHEA y de emision de GEI para, con esta informa-cion, establecer los mecanismos que optimicenel uso eficiente conjunto de ambos recursos y, altiempo, permitan apostar por las soluciones quemejor relacion coste beneficio presenten. Comohasta ahora nadie ha planteado esta vision in-tegrada, el margen de mejora que existe es for-midable. Es, no hay duda, la unica ventaja dehaber ignorando hasta la fecha el binomio aguaenergıa. Por ultimo tampoco conviene olvidar lamejora de los procesos, aunque tanto por el reco-rrido previo de esta lınea de trabajo como porquelas actuaciones no estan tan correlacionadas, elmargen de mejora es notablemente inferior.

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