Energía primaria y vectores energéticos

Es frecuente en cualquier discusión sobre energía la mezcla de energías primarias con vectores energéticos. En este artículo explicaré exactamente porque mezclar petróleo (o renovables, o gas) e hidrógeno (o electricidad, o aire comprimido) en una conversación es como sumar peras con manzanas.

Energía primaria

La energía primaria es toda aquella que se encuentra disponible en la Tierra sin necesidad de ser transformada. Los casos más habituales son el petróleo, el gas, el carbón y de manera general las energías renovables. En algunos casos para que esta energía pueda ser útil, debe ser transformada, por ejemplo el petróleo en gasolina, y las renovables en electricidad. El resultado de esta transformación es otra fuente energética que llamamos vector energético y que luego explicaremos en detalle. Para obtener la energía primaria es necesario gastar una energía. Por ejemplo, para extraer petróleo, necesitamos energía. Pero esta energía que consumimos siempre debe ser inferior a la que obtenemos. Sino no estamos ante una energía primaria, sino ante un vector energético.  Es por este motivo por el que el hidrógeno, a pesar de estar disponible en la naturaleza, no podemos considerarlo como una fuente de energía primaria. Necesitamos más energía para obtener 1kg de hidrógeno, de la que obtenemos de él, por tanto no representa una entrada de energía en el sistema. Todas las energías primarias son entradas de energía en el sistema (en la sociedad). No es el objetivo de este artículo hablar de una posible crisis energética, agotamiento de recursos o similares, pero en todo caso todos estos conceptos están referidos a la energía primaria. Ningún vector energético puede solucionar estos eventuales problemas, porque todos ellos requieren de una energía primaria como origen.

Vector energético

En ocasiones la energía (primaria) no puede ser consumida en bruto. Es por ello que la transformamos en otros modos de energía que nos permiten adaptarnos mejor a su uso. Por ejemplo, el petróleo se convierte, entre otros, en gasolina que es usada por los vehículos.  La gasolina es un vector energético. O sería muy difícil que un ordenador, o un televisor funcionasen, con carbón, gas o energía solar. Es por ello que convertimos estas energías primarias en un vector energético fantástico llamado electricidad. Para hacer esta conversión, de nuevo, perdemos energía. La relación entre las unidades de energía primaria consumidas y las unidades de energía contenidas en el vector energético obtenido es la eficiencia. La eficiencia total sería del 100%. Obviamente, por termodinámica, podemos acercarnos al 100%, pero no podemos llegar a este.

Vectorización energética

Para obtener un vector energético requerimos dos cosas. La primera es extraer la energía primaria y la segunda es vectorizar esta. En ocasiones la planta que extrae la energía primaria está distante de la planta que vectoriza esta y por tanto requerimos un transporte que a su vez consume energía. Por ejemplo, puedo extraer gas en Argelia y transportarlo mediante un gasoducto a España, donde se vectoriza en una planta de ciclo combinado. Por tanto el ciclo combinado, solo es la mitad “de la historia”. En ocasiones se puede hacer todo insitu. Muchas  plantas de energías renovables lo hacen. Un planta de energía solar extrae la energía primaria y al mismo tiempo la vectoriza en electricidad sin necesidad de transportarla ya que todo se realiza en la misma planta.

Confusiones habituales

¿Cuántas veces hemos oído “el hidrógeno es la energía del futuro”? Esta frase es conceptualmente errónea y es el detonante que me ha motivado a escribir este artículo. Tal y como hemos dicho el hidrógeno, el aire comprimido (hay gente que lo usa como vector energético, por ejemplo en fábricas es muy habitual), no pueden ser considerados como ninguna solución a ningún problema energético, porque no son energías primarias. Lo que si podría ser el hidrógeno es la vía de entrada de las renovables en el sistema de transporte, vectorizando las renovables inicialmente en electricidad y esta a su vez en hidrógeno. Esto claro, si se consiguen diversos hitos que aún no se han conseguido. O usar directamente la electricidad en el automóvil, cosa que igualmente nos plantea retos. En cada paso perdemos eficiencia, con lo cual es más interesante usar directamente la electricidad, si es posible, en un vehículo, que no el hidrógeno.

Sobre el hidrógeno, la electricidad y los vehículos hay diversas combinaciones con diversos resultados, pero a nivel práctico aún distan de ser populares. Porque la realidad es que la gasolina o diésel son vectores energéticos fantásticos. Fáciles de transportar y almacenar. En un depósito de plástico cualquiera podemos poner unos litros de gasolina (¿alguien se ha quedado sin gasolina en el coche?), cosa que es mucho más complicada si hablamos de electricidad o hidrógeno.