El canibalismo energético se refiere a un efecto en el que el rápido crecimiento de una industria específica productora de energía crea una necesidad de energía que utiliza (o canibaliza) la energía de las centrales eléctricas existentes . Por lo tanto, durante un crecimiento rápido, la industria en su conjunto no produce energía nueva porque se utiliza para alimentar la energía incorporada de las centrales eléctricas futuras.
Para que una planta de energía “libre de emisiones” tenga un impacto negativo neto en las emisiones de gases de efecto invernadero del suministro de energía, debe producir suficiente electricidad sin emisiones para compensar tanto las emisiones de gases de efecto invernadero de las que es directamente responsable (por ejemplo, las del hormigón utilizado para construir una planta de energía nuclear) como las emisiones de gases de efecto invernadero de la electricidad generada para su construcción (por ejemplo, si se utiliza carbón para generar electricidad durante la construcción de una planta de energía nuclear). Esto puede resultar complicado durante el rápido crecimiento de la tecnología “libre de emisiones”, porque puede requerir la construcción de plantas de energía adicionales de la tecnología anterior simplemente para alimentar la construcción de la nueva tecnología “libre de emisiones”.
En primer lugar, todas las centrales eléctricas individuales de un tipo específico pueden considerarse como una única planta o conjunto agregado y se puede observar su capacidad para mitigar las emisiones a medida que crece. Esta capacidad depende, en primer lugar, del tiempo de recuperación de la energía de la planta. Las plantas agregadas con una capacidad instalada total de (en GW) producen:
de electricidad, donde (en horas por año) es la fracción de tiempo que la planta está funcionando a plena capacidad, es la capacidad de las plantas de energía individuales y es el número total de plantas. Si suponemos que la industria energética crece a una tasa, , (en unidades de 1/año, por ejemplo, un crecimiento del 10% = 0,1/año), producirá capacidad adicional a una tasa (en GW/año) de
Después de un año, la electricidad producida sería
El tiempo que tarda una planta de energía individual en amortizarse en términos de energía que necesita a lo largo de su ciclo de vida , o el tiempo de recuperación de la energía , viene dado por la energía principal invertida (a lo largo de todo el ciclo de vida), , dividida por la energía producida (o la energía de combustibles fósiles ahorrada) por año, . Por lo tanto, si el tiempo de recuperación de la energía de un tipo de planta es , (en años), la tasa de inversión energética necesaria para el crecimiento sostenido de todo el conjunto de plantas de energía viene dada por la energía caníbal, :
El conjunto de la central eléctrica no producirá ninguna energía neta si la energía caníbal es equivalente a la energía total producida. Por lo tanto, al igualar la ecuación ( 1 ) con ( 4 ), se obtienen los siguientes resultados:
Y haciendo un poco de álgebra simple se simplifica a:
Por lo tanto, si la tasa de crecimiento es igual al tiempo de recuperación de la energía, el tipo agregado de planta de energía no produce energía neta hasta que el crecimiento se desacelera.
Este análisis se realizó para la energía, pero el mismo análisis se aplica a las emisiones de gases de efecto invernadero . El principal valor de las emisiones de gases de efecto invernadero emitidas para abastecer la planta de energía dividido por las emisiones compensadas cada año debe ser igual a uno sobre la tasa de crecimiento del tipo de energía para alcanzar el punto de equilibrio.
Por ejemplo, si el período de recuperación de la energía es de cinco años y el crecimiento de la capacidad es del 20%, no se produce energía neta ni se compensan las emisiones de gases de efecto invernadero si el único insumo energético para el crecimiento es fósil durante el período de crecimiento.
En el artículo “Limitaciones termodinámicas al uso de la energía nuclear como tecnología de mitigación de gases de efecto invernadero”, se calculó que la tasa de crecimiento necesaria, r, de la industria de la energía nuclear era del 10,5 %. Esta tasa de crecimiento es muy similar al límite del 10 % debido al ejemplo de recuperación de la energía para la industria de la energía nuclear en los Estados Unidos calculado en el mismo artículo a partir de un análisis del ciclo de vida de la energía.
Estos resultados indican que cualquier política energética que tenga como objetivo reducir las emisiones de gases de efecto invernadero mediante el despliegue de reactores nucleares adicionales no será efectiva a menos que la industria de energía nuclear en Estados Unidos mejore su eficiencia .
Parte del consumo de energía en las centrales nucleares se produce en forma de producción de hormigón , que consume poca electricidad de las centrales.
Al igual que las centrales nucleares, las represas hidroeléctricas se construyen con grandes cantidades de hormigón, lo que supone considerables emisiones de CO2 , pero poco consumo de energía. [1] La larga vida útil de las centrales hidroeléctricas contribuye a una relación de potencia positiva durante un tiempo más largo que la de la mayoría de las demás centrales. [2]
En lo que respecta al impacto medioambiental de la energía solar , el tiempo de recuperación de la energía de un sistema de generación de energía es el tiempo necesario para generar tanta energía como la que se consumió durante la producción del sistema. En 2000, el tiempo de recuperación de la energía de los sistemas fotovoltaicos se estimó en 8 a 11 años [3] y en 2006 se estimó en 1,5 a 3,5 años para los sistemas fotovoltaicos de silicio cristalino [4] y en 1 a 1,5 años para las tecnologías de película fina (Europa del Sur). [4] De manera similar, se debe considerar el retorno energético de la inversión (EROI). [5]
En el caso de la energía eólica , el período de recuperación de la energía es de alrededor de un año. [6]
una turbina eólica con una vida útil de 20 años ofrecerá un beneficio neto en un plazo de cinco a ocho meses desde su puesta en funcionamiento
