Diagrama de Sankey y balance energético

3

En Nergiza se han abordado los conceptos básicos, especialmente a escala doméstica, para entender un poco mejor el sector eléctrico (por ejemplo, en artículos como “Energía y Potencia: definiciones para dummies”). Hoy vamos a ponernos un pelín más técnicos –tranquilos, no se asusten-, para poder alcanzar una visión más global no ya del sector eléctrico, sino de los sistemas energéticos en sí mismos.

Primero debemos definir qué diantres es un sistema de energía, en ellos un flujo de energía entra en el sistema para realizar una serie de actividades. Este flujo energético se convierte en energía de salida y en una serie de pérdidas energéticas (Segundo Principio de la Termodinámica).  La relación entre la energía de salida y la energía de entrada es lo que denominamos como eficiencia.

Puede parecer de perogrullo pero comprender este aspecto es vital, ya que se traduce en que siempre que transformamos energía primaria en otros tipos de energía para nuestros consumos, se producen una serie de pérdidas. Por tanto, hacer uso de sistemas de conversión eficientes es imprescindible para utilizar de forma más racional la energía y, a la postre, los recursos.

“Aguarda un momento… ¿energía primaria? ¿Pero qué tipos de energía hay?” ¡Buena cuestión!:

Factura luz

  • Energía Primaria: son las propias formas de energía presentes en la naturaleza. El petróleo, el carbón… pero también la energía solar o eólica.
  • Energía Final: es la que usamos para cubrir nuestras necesidades, habiendo pasado por un proceso de transformación, por ejemplo la energía eléctrica o la gasolina.
  • Energía Útil: es la proporción de la energía final que realmente aprovechamos, ya que nuestros electrodomésticos, vehículos, etc., poseen una determinada eficiencia y no aprovechan por completo la energía final.

 

Balance energético

Una vez entendida la introducción anterior, podemos comenzar a meter las manos en la harina. Cuando citamos el balance energético, nos referimos a una representación agregada del total de energía utilizada en diversas actividades. Se trata de una herramienta para describir el uso de energía en un país, una vivienda, etc. Seguro que has visto alguna vez un balance energético con datos tabulados que indican dónde se consume la energía y en qué medida. Práctico e intuitivo.

 

Diagrama de Sankey

Lo que quizás no hayas visto nunca es un diagrama de Sankey, que consiste por su parte en una representación gráfica de los flujos de energía. Si te has criado prácticamente con un móvil en la mano y tu padre te pide ayuda porque no le funciona “el intenné”, esta representación seguro que te parece más instintiva.

En él, la anchura de las bandas son proporcionales a estos flujos. Veamos por ejemplo el diagrama de Sankey de España (International Energy Agency):

Clic para ampliar

Gracias a esta herramienta podemos llevar a cabo lecturas muy rápidas de ciertas tendencias. Como podríamos anticipar, el crudo sigue siendo la principal fuente de energía, especialmente en el sector del transporte. La situación es aún más reseñable si tenemos en cuenta que prácticamente la totalidad de este crudo es importado, lo mismo ocurre con el gas.

Si visitáis la página se puede apreciar incluso en vídeo la progresión temporal de este diagrama, pudiendo detectar cuándo se introducen las renovables o cuándo comienza a perder peso el carbón, por ejemplo.

 

Los límites del diagrama de Sankey

Pero el diagrama de Sankey tiene, todo hay que decirlo, un tendón de Aquiles, representa la energía primaria y el consumo final, pero no tiene en cuenta los servicios finales, en qué se consumen exactamente dichos flujos de energía. En un estudio de 2010, Cullen y Allwood completaron dicho diagrama para el ámbito global, resultando esta imagen:

Clic para ampliar

De ella podemos extrapolar por ejemplo que las comunicaciones ya consumían más energía que la iluminación, o que en dicho consumo la higiene posee un orden de magnitud similar al transporte de pasajeros. Esta herramienta nos dota de una nueva visión, más detallada, para saber exactamente dónde se consume la energía y cómo hemos de proceder de cara a su racionalización o a buscar la eficiencia de determinados procesos.

 

La generación eléctrica

Si nos ceñimos al consumo de energía para generar electricidad, éste ha aumentado considerablemente. A nivel global, aunque la generación renovable se ha incrementado, esta cuota puede no ser tan positiva como cabría esperar. En 1973 el 75.20% procedía de combustibles fósiles, hoy esa cifra ha bajado al 67.40% a nivel global, el porcentaje restante incluye las renovables… pero también las nucleares. La contribución de las renovables a la generación eléctrica, en el marco global, es todavía y por desgracia muy pobre.

 

Diagrama de Sankey a nivel global

Ya para terminar, con la ayuda del diagrama de Sankey vamos ahora a “curiosear” cual roedorcillos acerca de los flujos de energía en el plano mundial.

Clic para ampliar

 

Afinamos nuestra vista y extraemos que la demanda de energía se divide, aproximadamente, en tres partes iguales: transporte, industria y “otros”. Hay otra parte significativa que se deriva hacia “usos no energéticos”, en este caso se trata de productos energéticos usados como materia prima: productos derivados del petróleo para la fabricación de pavimentos, lubricantes para motor, y un largo etcétera.

Otro aspecto que llama rápidamente la atención es que el transporte, a diferencia de la industria, se fundamenta casi únicamente en el petróleo y sus derivados.

“Otros”, por su parte, se refiere al sector residencial, comercial, los servicios públicos, agricultura, pesca, etc. Si tenemos en cuenta que gran parte de estos consumos se producen en edificios, la conclusión evidente es que otro gran “sumidero” energético está en los edificios.

Y hasta aquí. Con esta potente e intuitiva herramienta puedes detectar con un rápido vistazo ciertas tendencias en el sector energético, ver su evolución a lo largo del tiempo, comparar entre países, cerciorarte de cuál es la situación por ejemplo en el marco de la Unión Europea… etc. Bien sea por satisfacer tu sana curiosidad humana, o por tener algún tema de conversación adicional con los vecinos en el ascensor frente al ya gastado “hay que ver qué “veroño” más caluroso”.

3 Comentarios

  1. No conocía la página y estuve ayer mucho tiempo mirando gráficas: comparar importadores de petróleo como España con por ejemplo Kuwait o Rusia (exportadores), la curiosidad de Nepal (prácticamente sólo usan biocombustible), por qué la gasolina es tan cara en uno de los países más pobres de Europa (en Moldavia no hay apenas refinerías e importan todos los derivados del petróleo)… y las gráficas temporales también están muy bien, por ejemplo en España se nota perfectamente que cuando se implantó la nuclear bajó el carbón, épocas de crisis…

    Por cierto me ha resultado muy curioso que de las 50 Mtoe que producen las centrales eléctricas (principalmente nuclear y carbón), 26,2 van a “power losses” que entiendo que es energía que se pierde, un 52,4%, más de la mitad. He estado comparando y parece ser que está en la media de Europa, pero sería interesante saber si es energía que se pierde en el transporte o alguna otra opción. Mi hipótesis es que en Europa la mayoría de la energía que se desperdicia es energía que se genera pero no se consume ni se exporta, por eso en mi teoría los países que tengan sistemas con una gran inercia (como la nuclear) desperdiciarán más energía que otros países cuyos sistemas de energía se puedan apagar y encender de manera más fácil y rápida.

    Para apoyar mi teoría miro Italia, que no tiene nucleares y desperdicia un 45,57%. Suecia también tiene nucleares, pero al ser el país que más apuesta por renovables rebaja sus pérdidas a sólo 37,54%, o Finlandia que son del 35,96%. En cambio Francia, el país que más nuclear consume (el 85%) tiene unas pérdidas del 61,27% del total de la energía producida en centrales eléctricas. Eso sí, es uno de los países con la energía eléctrica más barata de Europa. Eslovaquia (58% de nuclear) tiene unas pérdidas del 53%, Hungría (49% de nuclear) desperdicia un poquito más, el 54,11%, prácticamente como Bélgica tanto en uso de nuclear como en pérdidas. Ucrania, con un 46% de uso de nuclear, tiene unas pérdidas del 55,49%, tal vez por su tamaño y la antigüedad de sus sistemas de suministro eléctrico (mucha energía desperdiciada en transporte) y porque también tira mucho de carbón, un 34%, que tampoco debería ser un sistema fácil de gestionar.

    Perdonad el tocho de comentario, y muchas gracias a Mario por descubrirme esta página.
    Un saludo!

    Thumb up 1 Thumb down 0

    • Una central de carbón o gas natural tiene una eficiencia del 55% aproximadamente. El 45% restante se pierde en forma de calor. Luego hay que sumar las pequeñas pérdidas por el transporte de la energía eléctrica.

      Thumb up 0 Thumb down 0

  2. Una central nuclear “tira” casi un 70% de la energía térmica conseguida en el reactor por el sistema de refrigeración, el alternador y la transformación a alta tensión también tiene perdidas, aunque menores y luego están las lineas de distribución, al ser muchos km de cable de cobre, también tiene su calentamiento y consiguientes perdidas

    Thumb up 0 Thumb down 0

Dejar respuesta

Please enter your comment!
Please enter your name here