La ganancia neta de energía ( NEG ) es un concepto utilizado en la economía energética que se refiere a la diferencia entre la energía gastada para cosechar una fuente de energía y la cantidad de energía obtenida de esa cosecha. [1] La ganancia neta de energía, que puede expresarse en julios , difiere de la ganancia financiera neta que puede resultar del proceso de recolección de energía, en que varias fuentes de energía (por ejemplo, gas natural , carbón , etc.) pueden tener un precio diferente para la misma cantidad de energía.
Se logra una ganancia neta de energía al gastar menos energía en la adquisición de una fuente de energía que la que contiene la fuente que se va a consumir. Es decir
Los factores que se deben tener en cuenta al calcular la NEG son el tipo de energía, la forma en que se utiliza y se adquiere la energía, y los métodos utilizados para almacenarla o transportarla. También es posible complicar demasiado la ecuación debido a una cantidad infinita de externalidades e ineficiencias que pueden estar presentes durante el proceso de recolección de energía.
La definición de fuente de energía no es rigurosa. Cualquier cosa que pueda proporcionar energía a cualquier otra cosa puede calificar como tal. La madera en una estufa está llena de energía térmica potencial ; en un automóvil, la energía mecánica se obtiene de la combustión de gasolina, y la combustión del carbón se convierte de energía térmica a mecánica y luego a energía eléctrica . Algunos ejemplos de fuentes de energía incluyen:
El término ganancia neta de energía se puede utilizar de formas ligeramente diferentes:
La definición habitual de ganancia neta de energía compara la energía necesaria para extraer energía (es decir, encontrarla, extraerla del suelo, refinarla y enviarla al usuario de energía) con la cantidad de energía producida y transmitida a un usuario a partir de algún recurso energético (normalmente subterráneo). Para entender mejor esto, supongamos que una economía tiene una cierta cantidad de reservas finitas de petróleo que todavía están bajo tierra, sin extraer. Para llegar a esa energía, parte del petróleo extraído debe consumirse en el proceso de extracción para hacer funcionar los motores que impulsan las bombas, por lo tanto, después de la extracción, la energía neta producida será menor que la cantidad de energía en el suelo antes de la extracción, porque parte tuvo que consumirse.
La energía de extracción puede considerarse de dos maneras: extraíble rentable (NEG>0) o extraíble no rentable (NEG<0). Por ejemplo, en las arenas bituminosas de Athabasca , la naturaleza altamente difusa de las arenas bituminosas y el bajo precio del petróleo crudo hicieron que su extracción fuera poco rentable hasta fines de la década de 1950 (NEG<0). Desde entonces, el precio del petróleo ha aumentado y se ha desarrollado una nueva técnica de extracción con vapor, lo que ha permitido que las arenas se conviertan en el mayor proveedor de petróleo de Alberta (NEG>0).
La situación es diferente con las fuentes de energía sostenibles , como la hidroeléctrica , la eólica , la solar y la geotérmica , porque no hay una reserva a granel que tener en cuenta (aparte de la vida útil del Sol), sino que la energía fluye continuamente, por lo que solo se considera la energía necesaria para la extracción.
En todos los casos de extracción de energía, el ciclo de vida del dispositivo de extracción de energía es crucial para la relación NEG. Si un dispositivo de extracción deja de funcionar después de 10 años, su NEG será significativamente menor que si funciona durante 30 años. Por lo tanto, se puede utilizar en su lugar el tiempo de recuperación de la energía (a veces denominado amortización de la energía), que es el tiempo, generalmente expresado en años, que una planta debe operar hasta que la NEG en funcionamiento se vuelva positiva (es decir, hasta que se haya extraído de la planta la cantidad de energía necesaria para la infraestructura de la planta).
La ganancia neta de energía de los biocombustibles ha sido una fuente particular de controversia en el caso del etanol derivado del maíz ( bioetanol ). La energía neta real de la producción de biocombustibles depende en gran medida tanto de la fuente biológica que se convierte en energía, de cómo se cultiva y se cosecha (y en particular del uso de fertilizantes derivados del petróleo ) como de la eficiencia del proceso de conversión en energía utilizable. Se pueden encontrar detalles sobre esto en el artículo Balance energético del combustible de etanol . Consideraciones similares también se aplican al biodiésel y otros combustibles.
La norma ISO 13602-1 proporciona métodos para analizar, caracterizar y comparar sistemas técnicos de energía (TES) con todas sus entradas, salidas y factores de riesgo. Contiene reglas y directrices para la metodología de dichos análisis. [2]
La norma ISO 13602-1 describe un medio para establecer relaciones entre entradas y salidas (energía neta) y, de este modo, facilitar la certificación , el marcado y el etiquetado , las caracterizaciones comparables, el coeficiente de rendimiento , la planificación de los recursos energéticos, las evaluaciones de impacto ambiental, las estadísticas energéticas significativas y la previsión de las entradas directas de recursos energéticos naturales o de productos energéticos, las inversiones técnicas en sistemas energéticos y las salidas de servicios energéticos realizados y esperados en el futuro. [2]
En la norma ISO 13602-1:2002, un recurso renovable se define como "un recurso natural para el cual la relación entre la creación del recurso natural y la producción de ese recurso de la naturaleza a la tecnosfera es igual o mayor que uno".
Durante la década de 1920, se extraían 50 barriles (7,9 m 3 ) de petróleo crudo por cada barril de crudo utilizado en el proceso de extracción y refinación. Hoy en día, solo se extraen 5 barriles (0,79 m 3 ) por cada barril utilizado. Cuando la ganancia neta de energía de una fuente de energía llega a cero, entonces la fuente ya no contribuye con energía a una economía. [ cita requerida ]
