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No, las refinerías no gastan más electricidad que los coches eléctricos

escrito por Firmas Invitadas 17 abril, 2014

A veces estás leyendo sobre el tema de la energía, y alguien decide hacer una comparación del consumo de los coches eléctricos con los de combustión interna. Y el argumento es más o menos así:

Refinar un litro de gasoil consume 1.6 kilovatios-hora. Con ese litro puedes recorrer 10 km. Pero si empleásemos esos 1.6 kWh en un coche eléctrico, ¡también nos da para 10 kilómetros! Por tanto el pasarnos a los eléctricos nos permitiría eliminar el consumo de petróleo y, además, nuestro consumo de electricidad no se incrementaría en absoluto.

Como os podéis imaginar la historia se oye sobre todo en Estados Unidos: si con un litro de gasoil recorres 10 km, es que tu consumo es de 10 litros a los 100 km (24 millas por galón, como dicen ellos). No es un ejemplo muy realista en España, y de hecho tampoco lo es en Estados Unidos.

Como es una historia relativamente común, y hasta algún graduado en Física ha picado, se me ha ocurrido escribir este artículo para aclarar el asunto. No hay duda de que los coches eléctricos son muy eficientes en el propio desplazamiento, y a lo largo su ciclo de vida probablemente consuman menos energía que los de combustión interna. Pero esta historia en concreto no se sostiene.

Motor Voltec-2 de Chevrolet

Motor Voltec-2 de Chevrolet

Hay tres problemas con esta afirmación, dos serios y uno clave. Los dos primeros se refieren al consumo energético de coches eléctricos y de combustión interna, respectivamente. El tercero trata de, exactamente, qué hace una refinería (y qué consume).

¿Cuánto gasta tu coche?

Por un lado, en el ejemplo se asume que el coche eléctrico puede recorrer 6,25 km por kilovatio-hora. Cosa que parece un poco optimista, pero todas las estimaciones de consumo son así. El problema es que el consumo del coche, o de cualquier dispositivo eléctrico, siempre será menor que el consumo en el hogar. Es decir, si tu contador dice que has consumido 10kWh un determinado día, realmente tus dispositivos sólo han utilizado 7-8 de esos kilovatios. Si tocas el cargador de tu móvil notarás que está caliente: ese calor es electricidad que has consumido pero no ha llegado a la batería de tu teléfono.

Éstas pérdidas de energía son muy variables, y sin tener un coche eléctrico no puedo dar datos de primera mano. Pero por lo que dicen sus usuarios en los foros, es normal perder un 20% de media. Por tanto, para poner 1,6kWh en la batería de tu Nissan Leaf necesitarás 1,6kWh/0,8 = 2kWh de consumo.

Además están las pérdidas pasivas, aquellas que ocurren en una batería, aunque no la utilices. Ya sabes, dejas un móvil guardado en un cajón una semana y cuando vuelves a por él está seco. Éstas pérdidas son pequeñas y no afectan al cálculo general; si quieres asumir unas pérdidas totales del 25% en lugar del 20%, genial, pero realmente no es relevante.

Los vehículos que usen combustibles líquidos, evidentemente, no sufren este tipo de pérdidas así que no tenemos que ajustar nada para ellos. Pero sí tenemos que dar un consumo más realista, porque 10l/100 km no es ni de lejos un consumo medio. Para coches nuevos, como los eléctricos, 6l/100km es razonable; evidentemente tenemos que buscar algo comparable al Nissan Leaf, como un Ford Focus por ejemplo.

Aquí ya vemos cómo las cuentas no cuadran: si refinar un litro de gasolina requiere 1,6kWh, esa electricidad en nuestro Leaf será sólo 1,6kWh x 0,8 = 1,28kWh. Con esto podemos recorrer 8 kilómetros, no 10. Y con un consumo de 6 litros a los 100, un litro nos permite conducir 16,7 km en lugar de 10.

Por lo tanto, es cierto que la electricidad empleada en refinar un litro de gasoil nos permite recorrer cierta distancia en un eléctrico. Pero esa distancia es la mitad que la que recorreríamos en un coche de combustión interna. De modo que usar un coche eléctrico para recorrer la misma distancia que uno de gasoil sí que incrementaría el consumo de electricidad.

Pero esos eran los problemas serios. El que viene ahora es mucho peor.

Energía y electricidad: no son lo mismo

¿De dónde ha salido que refinar un litro de gasolina consume 1,6kWh? Pues si lo buscáis como tal en Google no creo que halléis nada, pero las fuentes originales lo que decían era 6kWh por galón (un galón son 3,78 litros). De ahí he hecho la conversión, y si simplemente ponéis algo como refineries electric vehicles os van a salir varias páginas haciendo esta afirmación. Una de las fuentes más “originales” parece ésta, que preguntó a un empleado del Departamento de Energía americano. Y el empleado le dio una respuesta más o menos correcta…para la energía. No para la electricidad.

Lo que el empleado estaba diciendo es bastante sencillo. En un barril de petróleo hay unos 159 litros y 1.700 kilovatios-hora. Los productos de una refinería suelen tener mayor volumen que el propio crudo usado, debido a su menor densidad y los aditivos que usan en el refinado. No se pueden dar datos exactos porque la densidad y el contenido energético tanto del petróleo como de sus derivados varían dentro de ciertos límites, así que vamos a decir que son 159 litros para simplificar un poco las cosas.

El empleado del Departamento de Energía dice que las refinerías tienen una eficiencia energética del 85%: por cada 100 unidades de energía que generan como productos, gastan 15 unidades. Esas unidades se pueden medir en litros de gasoil, barriles de petróleo, megavatios-hora o como quieras. Al final, lo que está diciendo es que para refinar un barril (1.700kWh) hacen falta 1.700 x 0,15 = 255kWh. Y si refinamos 159 litros, parece que sí, que nos dan los 1,6 kilovatios-hora por litro que decíamos al principio.

El problema es que esa energía no es electricidad. Las refinerías no funcionan así.

El proceso más básico de refinado consiste en calentar el crudo. Los componentes de éste hierven a distintas temperaturas, y así es como las refinerías separan el crudo en gasolina, diesel, queroseno…esto es lo que se conoce como destilación. Evidentemente una refinería es más compleja que lo que podéis ver en la imagen, y hay varios procesos en los que se calienta el crudo y sus productos, pero os hacéis una idea.

El proceso más básico de refinado consiste en calentar el crudo. Los componentes de éste hierven a distintas temperaturas, y así es como las refinerías separan el crudo en gasolina, diesel, queroseno…esto es lo que se conoce como destilación.

El proceso más básico de refinado consiste en calentar el crudo. Los componentes de éste hierven a distintas temperaturas, y así es como las refinerías separan el crudo en gasolina, diesel, queroseno…esto es lo que se conoce como destilación.

Hay muchas formas de generar calor, y la electricidad es seguramente la peor. O al menos la más cara e ineficiente. El motivo es obvio: resulta mucho más sencillo quemar combustible directamente en el sitio donde se necesite dicho calor, y no quemarlo en una central eléctrica donde genera calor y vapor, el cual mueve una turbina, la cual genera electricidad, la cual viaja hasta el consumidor y allí genera calor de nuevo.

Y precisamente las refinerías tienen combustible a patadas. Tienen el propio petróleo sin refinar, tienen líquidos del gas natural como el butano y el propano que se extraen a la vez que el crudo y el gas, y además tienen multitud de productos finales e intermedios como el coque y el gas de destilación. Es combustible que ya han comprado, y en gran medida se trata de productos que tienen un mercado limitado o inexistente. ¿Para qué sirve el petróleo sin refinar?

 

¡Pero se pierde mucha energía de todas formas!

Bueno, lo primero decir que el 85% de eficiencia para las refinerías es una cifra antigua; actualmente es del 90%. Por tanto ya no hablaríamos de 255kWh por barril, sino de 170kWh para 159 litros. O sea, 1,07kWh por litro en lugar de 1,6.

Lo segundo, distintas formas de energía tienen distinto valor económico. A mí no me sirve de nada un litro de petróleo, ni un kilo de coque (francamente, tuve que buscar qué era en Google). Un kilovatio-hora de carbón es mucho más barato que uno de electricidad, pero no le puedo echar carbón al aire acondicionado. Tal vez haya un mercado que está dispuesto a comprar coque pero pilla muy lejos de las refinerías y los gastos de transporte hacen que no merezca la pena. Hay multitud de factores que influencian la utilidad y el valor económico de una fuente de energía, y si las refinerías deciden quemar estos combustibles para refinar petróleo, ellos sabrán lo que hacen.

Lo tercero, si realmente te molesta este “despilfarro” energético, no querrás saber lo que ocurre cuando enciendes la luz. No he sido capaz de encontrar datos fiables de España al respecto, pero en Estados Unidos cada unidad de energía eléctrica para el consumidor final requiere 3,1 unidades de energía primaria. Es decir, si tienes una central que genera electricidad directamente con crudo, y quemas un barril con sus 1.700 kilovatios-hora, el pueblo de al lado de la central no va a disponer de 1.700kWh de energía eléctrica. Dispondrá de 1700 x 0,32 = 544 kWh. Y eso es lo que llega al contador, hay más pérdidas desde el contador a la aspiradora (o al coche).

En principio una eficiencia del 32% parece muy baja, y personalmente pensaba que sería del 40% (pérdidas del 50% de la energía al generar electricidad, y del 10% en transmisión y distribución). Estos datos son de la Administración de Información Energética, la EIA.

Volviendo al ejemplo anterior del coche eléctrico, recorrer 10 km requería 1,6kWh en la batería, que a su vez necesitaba un consumo de 2kWh en el contador. Pero esos 2kWh de electricidad en el hogar requieren 6,25kWh de energía primaria. Incluso si asumimos que pasa algo raro con las cifras de EIA y la eficiencia real desde la central eléctrica hasta el hogar es del 40%, el consumo de energía primaria sería de 5kWh.

En el caso de nuestro coche de 6l/100km, recorrer esta distancia gastaría 0,6 litros. El diesel tiene unos 10kWh por litro, por lo que estamos hablando de 6kWh, más 1,07 x 0,6 = 0,64kWh en el refinado. En total, son 6,64kWh para conducir 10 kilómetros. Muy parecido al eléctrico.

No estoy diciendo que los coches eléctricos consuman más energía en su ciclo de vida que los de combustión interna. Desde luego, para decir eso haría falta un estudio mucho más exhaustivo; los que he visto parecen indicar que, en total, los eléctricos consumen menos energía primaria. Lo que estoy diciendo es que la diferencia no es ni de broma tan grande como podrías pensar al comparar la eficiencia de un motor eléctrico (90%) con uno de combustión interna (30%).

Y también estoy diciendo que a nadie le importa el gasto de energía primaria. Al menos desde el punto de vista del consumidor final, lo que importa es el gasto en el surtidor y el enchufe. Si para refinar un litro de gasoil se han empleado 1kWh o 5kWh, de energía eléctrica o térmica o mágica, me es indiferente. Y lo mismo ocurre con la generación eléctrica.

 

¿Y cuánta electricidad consumen realmente?

Según lo que hemos visto, con un litro de gasoil nuestro coche de combustión interna podría conducir 16,7 km, y que para hacer ese recorrido en uno eléctrico necesitaríamos 2,67kWh hora en la batería, o sea 3,34kWh en el contador. ¿Cuánta electricidad se emplea en refinar ese litro de gasoil?

Pues es curioso que algunos digan que ese consumo es un “misterio” , que llevan años buscando esta cifra sin resultado o yoquesé. Empecé a investigar el tema hace dos semanas, hice un primer artículo un poco especulativo buscando cifras por todos lados…y me quedé con cara de tonto al ver que si pones en Google fuel consumed refineries te sale como primer resultado esta tabla de EIA. Y  no sólo te da la electricidad, sino todos los tipos de combustible que usan desde los años 80.

Consumo de combustibles en las refinerías USA

Consumo de combustibles en las refinerías USA

Vale que estos datos sean difíciles de obtener si no sabes dónde buscar, pero no son un misterio ni mucho menos. La tabla de EIA viene a confirmar que las refinerías queman muchas cosas, por lo general productos del gas y el petróleo. Y nos permite ver exactamente cuánta electricidad usan.

Estados Unidos consumió en 2012 18,5 millones de barriles de combustibles líquidos al día, lo que significa 6.750 millones al año.  Estos combustibles incluyen crudo, líquidos del gas natural y biocombustibles; todos los líquidos se procesan o mezclan en refinerías así que es imposible distinguir cuánta electricidad se ha dedicado a cada tipo. A 159 litros por barril, los productos refinados fueron algo más de un billón de litros (1.073.250.000.000, para ser exactos).

 

Según la tabla que hemos visto antes, en 2012 las refinerías compraron 44.635 gigavatios-hora. Quitamos unos cuantos ceros y resulta que el consumo por litro ha sido de 0,04 kilovatios-hora. Para que os hagáis una idea, eso es unas 80 veces menos que el consumo equivalente para un coche eléctrico. Y es menos del 4% del consumo energético en la refinería, que a su vez era sólo el 10% de la energía refinada.

 

Las refinerías también consumen electricidad de co-generación, en torno a un tercio del total (o sea otros 0,02 kWh), pero no la cuento porque es un resultado del propio refinado. En cualquier caso queda claro que las refinerías no consumen tanta energía como parece, y que la inmensa mayoría de esta energía viene de los propios hidrocarburos que quieren refinar.

Escribiendo este artículo tuve una idea sobre el EROEI, el retorno de energía sobre la energía invertida. Esta cifra lleva cayendo mucho tiempo, al menos para el petróleo, y eso ha llevado a que algunos pronostiquen la desaparición de nuestra civilización el petróleo como fuente principal de energía.

En realidad EROEI es un concepto muy engañoso y las cosas no están ni de lejos tan mal como las pintan algunos. La producción de combustible es al menos tan eficiente como lo era hace décadas.

[infobox bg=”blue” color=”white” opacity=”off” subtitle=”Alberto Zaragoza Comendador”]Autor [/infobox]

Alberto escribe en su propio blog: Doubting is thinking