David MacKay: Una visión realista de las renovables

¿Cuánta superficie de suelo necesitarían las energías renovables para alimentar a un país como el Reino Unido?
La de un país entero. En esta charla pragmática, David MacKay expone con matemáticas básicas las preocupantes carencias de nuestras opciones energéticas sostenibles y explica por qué, a pesar de todo, deberíamos seguir investigándolas. (Filmado en TEDxWarwick)

Cuando comenzó la Revolución Industrial,

la cantidad de carbono que yacía bajo

Gran Bretaña en forma de carbón era
tan grande como la cantidad

de carbono que yacía bajo Arabia Saudita
en forma de petróleo,

y este carbono alimentó
la Revolución Industrial,

se puso la "Gran" de Gran Bretaña,

y eso llevó a la dominación temporal
del mundo por Gran Bretaña.

Y luego, en 1918, la producción de carbón
en Gran Bretaña alcanzó su cénit,

y ha disminuido desde entonces.

En su momento, Gran Bretaña
comenzó a usar petróleo y gas

del mar del Norte y, en el año 2000,

la producción de petróleo
y gas del mar del Norte

también alcanzó su punto máximo,
y ahora está en declive.

Estas observaciones de la finitud

de combustibles fósiles, fácilmente
accesibles, seguros y locales,

son motivo para decir:
"¿Bueno, qué será lo próximo?

¿Cómo va a ser la vida tras
los combustibles fósiles?

¿No deberíamos estar
pensando seriamente

en librarnos de los
combustibles fósiles?"

Otra motivación, por supuesto,
es el cambio climático.

Y cuando la gente habla de la vida
después de los combustibles fósiles

y las acciones contra el cambio climático,
creo que hay un montón

de publicidad verde engañosa,

y me siento en el deber,
como físico, de intentar

eliminar paparruchas
y ayudar a la gente

a entender las acciones
que marcan la diferencia

y centrarse en las ideas
que realmente cuentan.

Permítanme ilustrarlo con
lo que los físicos llaman

un cálculo adicional.

Nos encantan los cálculos adicionales.

Se hace una pregunta,
se escriben algunos números,

y se obtendrá una respuesta.

Puede que no sea muy exacto,
pero puede hacer decir,

"Hmm".

Así que he aquí
la cuestión: imaginen que

decimos: "Sí, podemos prescindir
de los combustibles fósiles.

Vamos a usar biocombustibles.
Problema resuelto.

¿Transporte? Ya no
necesitamos petróleo".

Bien, ¿qué pasa si cultivamos
biocombustibles para una carretera

en el margen de la carretera?

¿Cuán ancho tiene que ser
ese margen para funcionar?

Muy bien, vamos a hacer algunos números.

Vamos a hacer que nuestros coches
circulen a 100 km/h.

Digamos que hacen
13 km por litro.

Es la media europea
para vehículos nuevos.

Digamos que la productividad
de las plantaciones de biocombustibles

es de 1200 litros de biodiesel
por hectárea por año.

Eso es cierto para
los biocarburantes europeos.

Y vamos a imaginar que los coches
circulan espaciados en 80 metros

uno de otro, y que
circulan siempre

por esta carretera.

No importa la longitud de la carretera,
porque cuanto mayor

sea la carretera, mayor será la plantación
de biocombustibles que tengamos.

¿Qué hacemos con estos números?

Bien, se toma el primer número,
se divide entre

los otros tres y se obtendrán 8 km.

Y ésa es la respuesta.

Así de ancha tendría
que ser la plantación,

Dados estos supuestos.

Y puede que esto
les haga decir: "Hmm.

Tal vez esto no vaya
a ser tan fácil".

Y les puede hacer pensar
que quizás hay un problema

con las áreas.
Y en esta charla

me gustaría hablar
de las tierras, y preguntar

¿hay un problema con las áreas?
La respuesta va a ser

sí, pero depende de
en qué país se encuentre.

Así que vamos a empezar
por el Reino Unido,

ya que es donde estamos hoy.

El consumo de energía
del Reino Unido,

el consumo total de energía,
no sólo transporte, sino todo,

me gusta cuantificarlo en lámparas.

Es como si todos tuviéramos
125 lámparas todo el rato,

125 kilovatios/hora
por día y persona

es el consumo de energía
del Reino Unido.

Hacen falta 40 lámparas
para el transporte,

40 lámparas para la calefacción,

y 40 lámparas para crear electricidad,

y otras cosas son relativamente pequeñas

en comparación con esos
tres peces gordos.

En realidad es una huella más grande
si tenemos en cuenta

la energía incorporada
en las cosas que importamos

en nuestro país también,
y el 90 % de esta energía aún

hoy proviene de combustibles
fósiles. Sólo el 10 %

de otras fuentes,
posiblemente más verdes,

como la energía nuclear
y las renovables.

Por lo tanto,

eso es en el Reino Unido,
y su densidad de población

es de 250 personas por km2,

y ahora voy a mostrarles otros países

con esas mismas dos medidas.

En el eje vertical,
voy a mostrarles

cuántas lámparas (lo que supone
nuestro consumo de energía

por persona): estamos a 125
lámparas por persona,

y ese pequeño punto azul
muestra el área de tierra

del Reino Unido,

y la densidad de población
está en el eje horizontal,

somos 250 personas por km2.

Agreguemos los países
europeos en azul,

y se puede ver que
hay bastante variedad.

Debo destacar que ambos ejes

son logarítmicos.
De una barra gris

a la siguiente barra gris
se multiplica el valor por 10.

A continuación, vamos
a agregar Asia en rojo,

Oriente Medio
y norte de África en verde,

África subsahariana en azul,

el negro para Sudamérica,

púrpura para Centroamérica,

y luego en amarillo vómito, Norteamérica,

Australia y Nueva Zelanda.

Se puede ver la gran diversidad
de densidades de población

y de consumos per cápita.

Los países son diferentes unos de otros.

Arriba a la izquierda, Canadá
y Australia, con enorme

superficie de tierras,
consumo per cápita muy alto,

200 o 300 lámparas por persona,

y densidad de población muy baja.

Arriba a la derecha, Bahréin tiene
el mismo consumo de energía

por persona, aproximadamente,
que Canadá,

unas 300 lámparas por persona,

pero su densidad de población
es 300 veces mayor,

1000 personas por km2.

Abajo a la derecha, Bangladesh tiene
la misma densidad de población

que Bahréin, pero consume
100 veces menos por persona.

Parte inferior izquierda,
bien, no hay nadie.

Pero solía haber un montón de gente.

Este es otro mensaje
de este diagrama.

He añadido pequeñas cruces azules
tras Sudán, Libia,

China, India, Bangladesh.

Significan 15 años de progreso.

¿Dónde estaban hace 15 años,
y dónde están ahora?

Y el mensaje es que la mayoría
de países van a la derecha,

y suben

hacia arriba y hacia la derecha:
mayor densidad de población

y mayor consumo per cápita.

Así, estamos en la parte
superior derecha,

poco inusual, el Reino Unido,
acompañado por

Alemania, Japón, Corea del Sur,
los Países Bajos,

y un montón de otros países un poco raros,

pero muchos otros países
se acercan hacia arriba

y hacia la derecha,
se nos unen,

así que somos una imagen,
de a lo que el consumo futuro

de energía puede parecerse
en otros países.

Y también he añadido en este diagrama
ahora algunas líneas rosas

que van hacia abajo
y hacia la derecha.

Son líneas de consumo

por área, que mido
en vatios por m2.

Así, por ejemplo,
la línea del medio,

0,1 vatios por m2,
es el consumo de energía

por unidad de área de Arabia Saudita,
Noruega, México en púrpura,

y Bangladesh hace 15 años,

y la mitad de la población
mundial vive en países

que ya están por encima de esa línea.

El Reino Unido está consumiendo 1,25

vatios por m2.

Lo mismo Alemania,
Japón está consumiendo un poco más.

Por lo tanto, vamos ahora

a decir por qué esto es relevante.
¿Por qué es relevante?

Bien, podemos medir
las energías renovables

y otras formas de producción de energía
en las mismas unidades,

y las renovables son
una de las principales ideas para

reducir el 90 %
del consumo de combustibles fósiles.

Aquí vienen algunas renovables.

Los biocultivos rinden
medio vatio por m2

en climas europeos.

¿Qué significa eso?
Y puede que ya lo hayan predicho,

por lo que les dije
sobre las plantaciones

de biocombustibles
hace un momento.

Bien, consumimos 1,25 vatios por m2.

Lo que esto significa
es que incluso si se cubriera

la mitad del Reino Unido
con cultivos bioenergéticos,

no se podía satisfacer
el consumo de energía actual.

La energía eólica
produce un poco más,

2,5 vatios por m2,
pero sólo es el doble

de 1,25 vatios por m2,

significa que si
se quisiese producir el total

del consumo de energía
de todas las formas a partir

de parques eólicos, se necesitarían parques
eólicos de la mitad del tamaño del Reino Unido.

Tengo datos para respaldar
estas afirmaciones, por cierto.

A continuación, vamos
a estudiar la energía solar.

Los paneles solares,
cuando se colocan en un techo,

rinden unos 20 vatios por m2 en Inglaterra.

Si realmente se desea obtener
mucho rendimiento de los paneles solares,

se necesita adoptar el método
de la agricultura tradicional bávara

donde se desborda el techo
y se cubre el campo

de paneles solares.

Los parques solares,
debido a los espacios entre paneles,

rinden menos.
Alrededor de 5 vatios

por m2 de superficie.

Este es un parque solar
en Vermont con datos reales

de rendimiento de 4,2 vatios por m2.

Recuerden dónde nos encontramos:
1,25 vatios por m2,

parques eólicos 2,5,
parques solares cerca de cinco.

Por lo tanto, con cualquier
renovable que elijan,

el mensaje es: con cualquier
combinación de renovables

que se use, si desea
alimentar al Reino Unido,

se va a necesitar cubrir algo así como

el 20 o 25 % del país

con esas renovables.

Y no estoy diciendo que sea mala idea.

Sólo necesitamos entender los números.

No soy en absoluto anti-renovables.
Me encantan las renovables.

Pero también soy pro-aritmética.
(Risas)

Concentrar la energía solar
en los desiertos ofrece

mayor potencia por unidad
de área, porque no hay

problema de nubes,

así que este centro rinde
14 vatios por m2,

este 10 vatios por m2,

y este otro en España
5 vatios por m2.

Siendo generosos
en la concentración de energía solar,

Creo que es perfectamente creíble
un rendimiento de 20 vatios

por m2. Está bien.

Por supuesto, Gran Bretaña
no tiene desiertos.

Aún. (Risas)

Así que este es
el resumen hasta ahora.

Todas las renovables,
por mucho que nos gusten, son difusas.

Todas tienen un pobre rendimiento
por unidad de área,

y tenemos que vivir con ello.

Esto significa que
si desean que las renovables

signifiquen una diferencia sustancial
para un país como

el Reino Unido, a la escala
de consumo de hoy,

se necesitan instalaciones de renovables

del tamaño de un país, no el país entero

pero sí una parte importante.

Hay otras opciones para generar energía

que no requieren combustibles fósiles.

Está la energía nuclear, y en este mapa
cortesía de Ordnance Survey

pueden ver que hay un Sizewell B

dentro de un km2 azul.

Es un gigavatio en un km2,

que funciona a 1000 vatios por m2.

Por esta métrica en particular,
la energía nuclear

no es tan intrusiva
como las renovables.

Por supuesto, también cuentan
otras mediciones, y la energía nuclear

tiene todo tipo de problemas de popularidad.

Pero lo mismo ocurre con las renovables.

Aquí está una fotografía
de una consulta popular en pleno apogeo

en la pequeña ciudad de Penicuik
a las afueras de Edimburgo,

y se puede ver a los niños
de Penicuik festejando

la quema de una efigie del aerogenerador.

Las personas son anti-todo,
tenemos que mantener

todas las opciones sobre la mesa.

¿Qué puede hacer un país como el Reino Unido
en cuestión de suministros?

Bien, las opciones son,
diría, estas tres:

fuentes renovables de energía,
reconociendo que necesitan ser

casi del tamaño de un país;
energías renovables de otros pueblos,

así podríamos volver y hablar
muy amablemente al pueblo

de la parte superior izquierda
del diagrama y decir:

"No queremos las energías renovables
en nuestro patio,

¿pero, por favor, podríamos
ponernos en el suyo?"

Y es una opción seria.

Es una manera mundial
de tratar este asunto.

Así, países como Australia,
Rusia, Libia, Kazajstán,

podrían ser nuestros mejores amigos
para la producción de renovables.

Y una tercera opción
es la energía nuclear.

Estas son las opciones.

Además de métodos de suministro
que podríamos iniciar,

y recuerden que necesitamos
grandes cantidades,

porque en este momento,

conseguimos el 90 % de nuestra
energía de combustibles fósiles.

Además de estos métodos,
podríamos hablar de otras maneras

de resolver este problema,
por ejemplo, reducir la demanda,

y eso significa reducir la población

(no sé muy bien cómo hacer eso)

o reducir el consumo per cápita.

Así que vamos a hablar
de tres mecanismos

que podrían ayudar en el consumo.

Primero, el transporte.
Aquí están los principios físicos que te dicen

cómo reducir el consumo
de energía de transporte.

La gente suele decir: "Sí, la tecnología
puede responder todo.

Podemos hacer vehículos
que sean cien veces más

eficientes". Y eso es casi cierto.
Se los mostraré.

El consumo de energía
de este tanque típico de aquí

es de 80 kilovatios por hora
por cada cien kilómetros.

Como el coche europeo medio.

Ochenta kilovatios por hora.
¿Podemos hacer algo cien veces

mejor mediante la aplicación
de los principios de física que enumeré?

Sí. Aquí está. Es la bicicleta.
Es 80 veces mejor en consumo de energía

y es alimentado por biocombustibles,
por Weetabix.

(Risas)

Hay otras opciones
intermedias, porque tal vez

la dama en el tanque
diría: "No, no, no,

eso es un cambio de estilo de vida.
No cambien mi estilo de vida, por favor".

Bien. Podríamos convencerla
de ir en tren,

que es mucho más eficiente
que un coche,

pero podría ser un cambio
de estilo de vida,

o hay eco-coches,
arriba a la izquierda.

Acoge cómodamente un adolescente

es más corto que un cono de tráfico,

y casi tan eficiente
como una bicicleta

mientras que conduzcas a 24 km/h.

Entre medias, tal vez
algunas opciones más realistas

en este nivel de transporte
son los vehículos eléctricos:

bicis eléctricas
y coches eléctricos en el centro,

cuatro veces tan eficientes energéticamente

como el tanque de gasolina estándar.

A continuación,
se encuentra la calefacción.

La calefacción supone un tercio
de nuestro consumo de energía en Gran Bretaña,

y mucha va a los hogares

y otros edificios para
su calefacción y el agua caliente.

Esta es una típica casa británica.

Es mi casa, con el Ferrari en la puerta.

¿Qué podemos hacer con ella?

Bueno, las leyes de la física
están ahí escritas,

describen cómo el consumo de energía

para la calefacción se maneja
por artilugios que se pueden controlar.

Pueden controlar la diferencia de temperatura

entre el interior y el exterior, gracias

a una notable tecnología llamada termostato.

Si lo giran a la izquierda,

disminuye su consumo
de energía en el hogar.

Lo he probado. Funciona. Algunas personas
lo llaman un cambio de estilo de vida.

También pueden instalar material aislante
para reducir filtraciones

en su edificio: poner aislante
en las paredes, en el techo,

una nueva puerta y así sucesivamente,

y la triste verdad es que
esto le ahorrará dinero.

Que no es triste, eso es bueno,
pero la triste verdad es, sólo se

reducen en un 25 %
las filtraciones de su edificio,

si hacen estas cosas,
que son buenas ideas.

Si realmente desean acercarse
a los estándares suecos

de construcción con
una casa como ésta,

es necesario poner aislamiento
externo en el edificio

como se muestra en este conglomerado
de apartamentos de Londres.

También pueden obtener calor
más eficientemente con bombas de calor

que emplean menos energía eléctrica

para llevar calor desde su jardín a su casa.

La tercera opción de la que quiero hablar,

la tercera forma de reducir
el consumo de energía es,

lean sus contadores.

La gente habla mucho
de medidores inteligentes,

pero pueden hacerlo Uds. mismos.

Usen sus propios ojos y sean inteligentes;
lean sus contadores,

y si son como yo, su vida cambiará.

Este es un gráfico que hice.

Estaba escribiendo un libro
sobre energía sostenible

y un amigo me preguntó:
"Bueno, ¿cuánta energía usas

en casa?". Y me avergoncé.
No lo sabía.

Y empecé a leer el contador cada semana.

Las antiguas lecturas se muestran

en la mitad superior de la gráfica y 2007

se muestra en verde en la parte inferior,
que fue cuando

leía el contador cada semana,
y mi vida cambió,

porque empecé a hacer
experimentos y ver

cuál era la diferencia,
y mi consumo de gas

se desplomó porque empecé a jugar

con el termostato y el temporizador
del sistema de calefacción,

y reduje más de la mitad
en la factura del gas.

Hice algo similar
con el consumo de electricidad,

apagando los reproductores
de DVD, el estéreo,

los periféricos del PC que estaban
encendidos todo el tiempo,

y sólo los encendía
cuando los necesitaba

y reduje otro tercio
mis facturas de electricidad.

Así que necesitamos un plan que sume,
y he descrito para Uds.

seis grandes palancas; necesitamos
grandes acciones porque obtenemos

el 90 % de nuestra energía
de combustibles fósiles,

así que necesitan emplear la mayoría,
si no todas esas palancas.

Y la mayoría de ellas son impopulares,

y si hay una palanca
que no les guste usar

tengan en cuenta que eso supone

hacer más esfuerzos en las otras.

Así que soy un firme defensor
de mantener conversaciones adultas

basadas en hechos y números,
y quiero terminar

con este mapa en el que se visualizan

los requisitos de la tierra
y demás para obtener

sólo 16 lámparas por persona

de cuatro de las grandes
fuentes posibles.

Así que, si desean obtener
16 lámparas, recuerden,

hoy nuestro consumo total de energía
es de 125 lámparas.

Si quieren 16 del viento,
este mapa visualiza una solución

en el Reino Unido.
Tiene 160 parques eólicos,

cada uno de 100 km2,

sería un aumento de veinte veces

sobre la cantidad de viento actual.

Con la energía nuclear, para obtener
16 lámparas por persona, necesitarían

dos gigavatios en cada uno
de los puntos púrpuras en el mapa.

Es un aumento de cuatro veces

sobre los recursos actuales
en energía nuclear.

En biomasa, para obtener
16 lámparas por persona, se necesita

una superficie de un tamaño
de tres Gales y medio,

en nuestro país o en otro,

posiblemente Irlanda,
posiblemente en otro lugar. (Risas)

Y una cuarta opción,
concentrar la energía solar

en los desiertos de otra gente.

Si desean obtener 16 lámparas,

entonces estamos hablando
de estos 8 hexágonos

en la parte inferior derecha.

El área total de los hexágonos

es de un Sáhara del doble
del tamaño del Gran Londres,

y necesitarán tendido
eléctrico por toda España

y Francia para llevar la energía
desde el Sahara a Surrey.

Necesitamos un plan que sume.

Tenemos que dejar de gritar
y empezar a hablar,

y si podemos tener
una conversación adulta,

hacer un plan de suma
y empezar a construir,

quizá esta revolución
de reducción de uso del carbono

sea hasta divertida.
Muchas gracias por escucharme.

(Aplausos)