La Tasa de Retorno Energético

 

Las energías de flujo (hidráulica, eólica y fotovoltaica) no tienen coste[1]. El coste surge cuando es necesario captarlas, concentrarlas, gestionarlas, almacenarlas y desmantelarlas a fin de vida. Aquí interviene la Tasa de Retorno Energético o TRE (EROEI o EROI en inglés).

Concepto

Expresando la energía total que es capaz de obtenerse de una fuente como suma de la energía neta o útil y la energía invertida en conseguirla, la TRE se puede definir como:

                               TRE = (Einvertida + Eneta)/Einvertida

     

{\displaystyle {\text{TRE}}={\frac {E_{\text{invertida}}+E_{\text{neta}}}{E_{\text{invertida}}}}}Una fuente de energía será tanto mejor cuanto mayor sea su TRE, puesto que eso implica que se obtiene una mayor cantidad de energía neta utilizable por cada unidad de energía invertida en obtenerla.

LaTRE se mide en la boca de la mina, el borde del pozo, la puerta del parque, etc.

 Un depredador, cuando va a cazar, debe obtener de su presa una energía doble de la que ha invertido. La energía excedentaria le sirve para su reproducción, mantenimiento de sus hijos, previsión de posible escasez…TRE > 2.

Nuestros antepasados cazadores-recolectores no andaban lejos; TRE > 2-3. Tenían que calentarse, fabricar prendas de abrigo, adecentar cuevas…

Cada vez necesitamos más energía para mantener nuestro progreso y bienestar. En lugar de abrigarnos con pieles de animal, construir cabañas, desplazarnos a pie, obtener la información de ocasionales caminantes, etc. tenemos la Industria de la moda, tecnologías de información y comunicación, industrias manufactureras, transportes, educación, sanidad, etc. Aplicaciones que usan la energía, pero no contribuyen directamente a obtener más energía o más recursos.

Según sea su grado de desarrollo, una sociedad industrial y tecnológica necesita fuentes de energía de las que obtener 8-25 unidades netas por cada unidad invertida en obtenerlas.

Algunos valores de las TRE

Según los datos disponibles de 2024, las TRE de las fuentes de energía que podemos utilizar son:                  

TRE                Inversión (M€/MW)            Costes operativos

Aerogeneradores:   20…30                    1…1,3                          30…60 €/MWh

Solar fotovoltaica:    6…12                     0,6…0,8                       10…20 €/kWp año[2]

Hidráulica              50…100                  0,9…1,5                          3…10 €/MWh

Ciclo combinado     6…10                   0,7…1,5

Nuclear                  40…100                  2                                 < 40 €/MWh

Central de carbón  30…50                    3…4,5           75…150 €/MWh en la UE[3]

La energía solar fotovoltaica, está en el TRE límite que hace posible una sociedad industrial. Estos costes no tienen en cuenta ni el precio del terreno ni el coste de las operaciones de desmantelamiento. Ver estudio comparativo de las diversas fuentes [4].

• La energía hidráulica parece haber llegado a su techo de utilización
• En muchos países no se quiere utilizar la energía nuclear. Incluso se está considerando desmantelar las plantas existentes[5].
• Las centrales de carbón son las que más CO2 emiten.
• Una central nuclear de 2GW ocupa una superficie 1,5 km2. Una fotovoltaica de la misma potencia 500 km2.
• La TRE de los combustibles fósiles está en declive.

Límites del crecimiento con energías de flujo

Basar el sistema energético en la energía eólica y la solar fotovoltaica, situaría a la civilización cerca de su límite de desarrollo. Resultaría difícil sostener el crecimiento continuado que permite la prosperidad. La ausencia de crecimiento implica consumir menos recursos. En los modelos económicos conocidos —tanto liberales como socialistas— esa reducción deriva en desempleo y pobreza. No conozco un modelo alternativo capaz de evitar esas consecuencias. Las modernas renovables sólo son sistemas no renovables que captan energía renovable. Son “fossil fuel extenders” y dependen de los combustibles fósiles, sin horizonte previsible para dejar de hacerlo. Para su construcción se necesitan de enormes cantidades de energía y toda clase de materiales.

Por la información que se recoge en los enlaces recomendados, no parece probable que las energías renovables puedan sustituir totalmente a las no renovables

La TREext (EROIext).

En la figura, los triángulos rojos representan la energía correspondiente a la Tasa de Retorno Energético extendida (TREext) es decir la que pretende tener en cuenta toda la energía invertida necesaria para obtener la energía neta y usarla durante el ciclo de vida de la instalación, cualquiera que sea la fuente de energía.

Fuente: Pedro Prieto

Se incluyen el terreno, el transporte, los aeropuertos, la actividad minera, la energía necesaria para el almacenamiento (baterías, hidrógeno a presión obtenido por electrolisis, aire a presión, bombeo) y el desmantelamiento.

La TREext < TRE y no suele integrarse en los cálculos por falta de datos fiables. El gráfico es meramente cualitativo. Conceptualmente responde a una realidad.

Tenemos tendencia a pensar que el dinero resuelve todos los problemas. Pero en este caso, ni lo podemos usar como combustible ni convertirlo en combustible.

La generación de energía bruta en España

En 2025, la generación de energía eléctrica bruta sin emisiones de CO₂ equivalente, se repartió como sigue.

Producción total:                 272.201 GWh.  Potencia Instalada: 138.543 MW

Eólica:                                  21%                                       26%

Fotovoltaica:                      18,4%                                    34%

Hidráulica:                         12,4%                                    10%

Nuclear:                             19%                                        5%

Fuente: REE.

Se puede observar que la potencia instalada fotovoltaica es siete veces la potencia nuclear instalada para conseguir la misma energía.

Conclusiones

•       Las energías de flujo tienen coste.
•      El límite al consumo y al progreso lo establece la Tasa de Retorno Energético.
•      Sería correcto que los países más avanzados frenaran su crecimiento en favor de los países más pobres. Nadie sabe cómo.
•      No parece probable que las energías renovables o de flujo puedan sustituir a las de combustible fósil[6] -también en declive- con la misma eficacia. 
•      No conocemos los valores de las Tasas Extendidas de Retorno Energético de las diferentes energías.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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[1] El coste puede ser en dinero, esfuerzo, energía, etc.

[2] El kWp (kilovatio pico) es la unidad que mide la potencia máxima que puede dar un panel o instalación solar bajo condiciones ideales de laboratorio (1.000 W/m² de radiación y 25 °C)

[3] De 25 a 70 €/MWh son “Derechos de Emisión”

[4] Valores de 2014.

[5] Podría ser discutible la conveniencia de construir nuevas centrales nucleares. Desmantelar las existentes mientras sean rentables y seguras es un disparate con raíces ideológicas.

[6] Estas probablemente se agotarán en un plazo de decenas o centenares de años