TRE
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Tasa de Retorno Energético
Dado un sistema creado para la obtención de energía a partir de una fuente determinada convirtiéndola en una forma utilizable por el ser humano, se define la Tasa de Retorno Energético, como el cociente de la energía finálmente proporcionada por el sistema entre la energía necesaria para construir y mantener ese mismo sistema.
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Crisis Energética surgió como una voluntad para elevar el nivel de conciencia sobre el problema del agotamiento de recursos energéticos fósiles o nucleares finitos, en un mundo finito y con un sistema de valores basado en el desarrollo y en el crecimiento económico y por tanto, un incremento de consumo energético permanente.
Uno de los debates que al entrar en profundidad en esta materia desata más controversia, es la cantidad de energía que se necesita para colocar otra cantidad de energía en forma disponible para el consumo humano, en una supuesta dedicación a otros usos que no sean energéticos.
Profundizando en la TRE
Desde una perspectiva humana, desde nuestra propia existencia, necesitamos energía para vivir. Como cualquier animal, necesitamos ingerir alimentos que nos proporcionan materia y energía perdidas a nuestros cuerpos. Como seres inteligentes y tecnológicos, usamos energía en muy diferentes formas para transformar nuestro entorno y adaptarlo. Pero esa energía, sea en forma de comida, combustible, electricidad o cualquier otra, necesitó ser obtenida mediante una actividad que, como cualquier otra necesitó a su vez energía para ser llevada a cabo. Desde el lado humano, se requiere usar cierta cantidad de energía, bien sea para cultivar, cazar, criar animales, cortar árboles, extraer carbón o petróleo, contruir molinos de viento, paneles solares, centrales nucleares, para, finalmente, obtener una nueva cantidad de energía mayor con la que seguir realizando nuestras actividades.
Termodinámicamente hablando, requerimos de una fuente de energía, una energía capaz de suministrarnos un trabajo útil que más pronto o más tarde, acabará degradando en forma de calor. Y son esas fuentes de energía las que nos han estado proporcionando toda la energía necesaria. Sin embargo, muchas de esas formas de energía no tienen la forma adecuada para ser usadas. Por ejemplo, el petróleo y el carbón no nos sirve mientras estén almacenados bajo tierra. Debemos capturar y transformar esas fuentes, y para ello, debemos suministrar una cantidad de energía.
Ejemplo:
Un conjunto de molinos de viento de potencia nominal de 500 MW Fuente de energía: El movimiento del viento respecto a la posición de los molinos. FE=500 (potencia nominal)*1/8 (proporción del tiempo de funcionamiento)*365*24 MWh/año= 547,5 GWh/año Eso significa que en un año, el viento mueve las palas y se frena por una cantidad de energía de 547'5 GWh. Esto NO significa que en ese área pase un viento con esa energía. La energía del viento sería mayor, pues los molinos son incapaces de frenar el viento por completo. Esta cantidad de energía es la que el viento ha perdido a causa de la captura de los molinos.
Los molinos no son perfectos. Producen rozamientos, así como los generadores eléctricos conectados. Supongamos que, por diversas cuestiones, de los 547'5 GWh/año, se pierde el 30%. La energía utilizable será de EU = 547,5*0,7=383,25 GWh/año Esta energía es la que se vuelca en la red eléctrica. Pero a su vez, construir los molinos, transportarlos, instalarlos y mantenerlos. Digamos que el gasto energético equivalente asciende a EA=76,65 GWh/año.(amortizando el gasto energético de la construcción en el tiempo de vida del sistema de producción) Desde una perspectiva méramente energética, por nuestra parte invertimos 76,65 GWh/año y obtenemos 383,25 GWh/año. La tasa de retorno energético es de TRE=383,25/76,65=5. Desde una perspectiva global, los molinos nos han proporcionado 383,25 GWh/año de electricidad, pero solo de En=383,25-76,65=306,6 GWh/año. Mientras que la eficiencia del sistema de conversión era del 70%, la eficiencia del aporte total de esta fuente de energía es de 547,5/306,6=56% Si desearamos de manera global, sin tener que recurrir a otro aporte complementario de otra fuente de energía que nos supla EA, a suministrar 383,25GWh/año, en realidad deberemos instalar CR= 383,25/306,6=1,25 un 25% de molinos extra que nos supla la energía que el propio sistema de captura necesita.
Conclusiones:
La TRE nos sirve de referencia para apreciar la magnitud de la inversión necesaria para poner en funcionamiento la captura de energía de una determinada fuente. Debido a que habitualmente la eficiencia de una conversión energética se suele medir respecto a la energía de entrada y de salida (EU/EF) no apreciamos el coste energético del mismo sistema de captura que, si bien en otras fuentes de energía usadas hasta ahora ha tenido márgenes casi despreciables, con otras fuentes de energía como las renovables puede suponer un porcentaje muy importante respecto de la original. En estos sistemas, es necesario tener en cuenta directa o indiréctamente a través de la TRE, la cantida de energía de alimentación del sistema de captura y transformación (EA).
Como es fácil de deducir numéricamente, con sistemas con TRE inferior a 1, la energía neta aportada es negativa, por lo que esa fuente no es aprovechable hasta que, en caso de ser factible, se realicen mejoras que permitan disminuir la energía de alimentación y/o la eficiencia de la conversión.
Algunas consideraciones
Sistemas intrínsecamente retroalimentados. TRE casi infinito.
¿Cual es el TRE de la biomasa procedente de un bosque salvaje? Quitando el mínimo coste de la tala, los árboles son capaces de crecer y reproducirse por sí solos. El aporte energético proviene íntegramente de la misma fuente de energía, la luz solar. La TRE tan alta nos indica que nuestra inversión de infraestructura para hacer uso de esta fuente de energía, la biomasa salvaje, es muy reducida. Sin embargo, su baja eficiencia de conversión, teniendo en cuenta los grandes plazos de tiempo de regeneración de la biomasa sin aportes humanos extraordinarios, nos indica lo limitado del posible aporte de esta fuente. El flujo de energía solar es limitado. Juntando eso con el bajo rendimiento global, limita las posibilidades de la fuente que, desde la apariencia de la TRE, pudiera parecer tan alta. Como se puede apreciar, un sistema puede "interiorizar" todo o parte del consumo de energía del sistema, usando la energía de la propia fuente capturada. Pero como se puede apreciar, ese consumo quitado de EA al volverse un consumo intrínseco, se reduce igualmente de EU, luego la energía neta final es exáctamente la misma. Debemos por tanto considerar que para cada fuente de energía, la TRE nos ayuda a obtener el rendimiento global, y no el rendimiento de la conversión, pero igualmente, para ver las verdaderas capacidades de la fuente, debemos observar el potencial de la fuente, y el rendimiento global independientemente de la TRE, ya que podemos tener fuentes con TRE elevadas pero rendimientos globales bajos, siendo esto último lo más importante.
La dificultad del cálculo práctico. Los costes ocultos y la dependencia con el resto del sistema.
Mientras que el cálculo de la energía de la energía procedente de la fuente como el cómputo de la energía capturada utilizable suelen resultar relativamente fáciles de computar, el cálculo del cómputo de la energía de alimentación del sistema resulta mucho más complejo. Podemos hablar de maquinarias que pueden haber sido construidas por piezas en diversas partes del mundo. Trabajadores cuyo consumo es tan variante como el sistema económico en el que están inmersos. Materias primas que hoy pueden proceder de pocos kilómetros por un coste energético reducido y mañana pueden proceder del lado opuesto del mundo con un coste energético mucho mayor porque por diversas razones resultan económicamente más baratas. Por esas razones, la TRE puede oscilar bastante en los casos prácticos.
En Crisis Energetica se creó el término a partír de la definición original de EROEI. Para más información, recurrir a los enlaces relacionados.
--- Enlaces relacionados
Adiós EROEI, bienvenida TRE - Adopción oficial del término TRE.
Problemas para la utilización de la TRE
La utilización de la TRE como indicador para evaluar las diferentes fuentes de energía, presenta una serie de cuestiones aun no resueltas, derivadas de la complejidad del calcular los costes energeticos.
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