Conferencia Alicia Valero

7/23/2019 Conferencia Alicia Valero

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Energía, recursos y planeta

Alicia Valero

Centro de Investigación de Recursos y

Consumos Energéticos

19 octubre, 2011Conferencia sobre decrecimiento,

Universidad de Zaragoza



• Móv i l

– 9 m g Pd – 2 4 m g A u

– 2 5 0 m g Ag

– 9 g Cu

– 3 . 5 g Co (ba t e r ías ) – T a (c o n d e n sa d o re s )

– I n (p a n t a l l a s T FT )

– ...

Data: Hagelüken & Meskers

Algunos datos para comenzar…



E l m óv i l

• P ro d u c c i ón d e T a m u y p r o b le m át i c a y a q u e la in d u s t r i a e l ec t r ón i c ad e p e n d e d e l T a p a r a p r o d u c i r c o n d e n s a d o r e s .

• E l T a p r o c e d e d e l c o l t a n (C o lum b i t e -T a n t a l i t e ) , e x t r a íd o e nAu s t r a l i a , Cana dá, B r a s i l y e l Con go .

• L a m i n e ría d e l C o l t a n e n l a r e s e rv a d e Ok a p i d e l Co n g o e s tá

d e s t r u y e n d o e l háb i t a t d e l g o r i l a y e s táa l i m e n t a n d o c o n f l ic t o sr e g i o n a l e s . E n t r e e l 1 9 9 8 y 1 9 9 9 , l a s t r o p a s r u a n d e s a s y l o sr e b e ld e s d e l C on g o t om a r o n c o n t r o l d e 1 0 0 0 a 1 5 0 0 t o n e l a d a s d el o s s t o c k s d e c o l t a n . E x p u l s a r o n a c am p e s i n o s c o n g o l eños d et i e r r a s r i c a s e n c o l tán y l l e v a r o n a p r i s i o n e r o s r u a n d e s e s a l a sm i n a s .

• M i n e ra le s c o n f l i c t i v o s e n e l Co n g o : N b , T a . A u , Cu , Co , d ia m a n t e s yo t r a s g em a s "




E l o r d e n a d o r

• Co n t i e ne A u , A g , A l , Pb , Cu , Z n , Sn y m u c h o so t r o s s o n n e c e s a r io s e n s u p r o d u c c i ón

• Mu c h o s d e e s t o s m e t a l es p o d ría n r e c i c l a r s e a lf i n a l d e s u v i d a út i l . P e r o e n l a a c t u a l i d a da c a b a n e n v e r t e d e r o s o i n c i n e r a d o s .

• L a in c i ne ra c i ón d e la b as u ra e le c t r ón ic ap r o v o c a l a em i s ión d e m e t a l e s p e s a d o s yd i o x i n a s a l a a t m ós f e r a .

• L a a l t e r n a t i v a d e l ve r t e d e r o t am b ién e s

c o n t am i n a n t e . E n EEUU , a l r e d e d o r d e l 7 0% d el o s m e t a l e s p e s a d o s d e l o s v e r t e d e r o sp r o v i e n e n d e b a s u r a e l e c t r ó n ic a , q u e p u e d e na c a b a r c o n t am i n a n d o l a t i e r r a y l o s a c uíf e r o s .




Otros ejemplos…

• 10 k g L a /b a t e ría d e u n T o y o t a P r i u s

• 2 5 0 -1 .0 0 0 k g d e N d e n u n a e ro g e r n e r a d o r • 1 4 REE/m óv i l (N d v i b r a c i ón )

• 4 .6 5 0 m i l l o n e s d e t e léf o n o s m óv i le s e n e l m un d o

• M i l l o n e s de k g L i pa r a v e híc u l o s e léc t r i c o s y

a lm a c e n am i e n t o d e en e r g ía• A s , Ga , I n -> Fo t o v o l t a i c a

r e c u b r i m i e n t o d e c a p a s p a r a v id r io t e r m o s o l a r

• Lám pa r a s d e b a j o c o n s um o : Y , T b ( i t r i o y t e r b i o )

• D i s p e r s ión d e l P -> B iom a s a l ig a d a a l a p r o d u c c i ón d ef o s f a t o s .

• …



M a t e r ia l e s e s c a s o s e n p r o d u c t o s

c o t i d i a n o s . . .

–Co c h e s híb r id o s –Tu r b i n a s e ól i c a s

–Móv i l e s

–O r d e n a d o r e s

Data: Hagelüken & Meskers

En definitiva…



Algunas consecuencias…

• Ch in a s um i n is t r a e l 9 7 d e a s n e c e s i d a d e s m u n d i a le s d e t i e r r a s

r a r a s .

• En l a p r óx i m a déc a d a s e p r e véun a r e d u c c i ón g r a d u a l d e s u se x p o r t a c i o n e s p a ra c u b r i r l a d em a n d a in t e r n a q u e a c t u a l m e n t ec o n s um e e l 6 0% d e t i e r r a s r a ra s p r o d u c i d a s .

• L o s p re c i os s e ha n e le v ad o po r t e m o r e s a e sc a s e c e s fu t u ra s . E l Dy ,

u t i l i za d o p a r a d i s c o s d u r o s s e v e n d e a $ 2 1 2 p o r l i b r a e n v e z d e $ 6 . 7 7h a c e 8 años . El v e r a n o p a s a d o a um en t a r o n e n 2 m es e s l o s p r e c i o sde Ce e n m ás d e l 4 50% .

• L a d em a n d a m u n d i a l d e t i e r ra s r a r as ex c e d e ráp ro b ab le m e n t e e ls um i n is t r o a n t e s d e f i n a le s d e 2 0 1 1 .

• “E s t e año l a d em a n d a s e ráde 5 5 .0 0 0 a 6 0 . 0 0 0 t o n e l a d a s f u e r a d eCh i n a , l a s m e j o r e s p r e d i c c i o n e s a p u n t a n a q u e Ch in a e x p o r t a ráun a s2 4 .0 0 0 t o n s d e m a t e r i a l .”

F u e n t e : N a t i o n a l G e o g r a p h i c 2 0 1 1



8

s. XX marcado por grandesinnovaciones tecnológicas =>

Consumo de enormescantidades de minerales.

Hizo florecer muchaseconomías.

Aumentaron laspreocupaciones sobre escasezmineral (especialmente fósil).

Aparecieron importantes

estudios en los años 70.

INTRODUCCIÓN

¿Escasez de minerales provocará los límites del crecimiento?Dos corrientes de pensamiento….



9

En la actualidad no hay una respuesta clara, peroprestemos atención a:

Rápido desarrollo de Asia.

Avance de las nuevas tecnologías:energías renovables, coche eléctrico, móviles, etc.

Nuestra sociedad está basada en un uso ineficiente de la

energía y de los materiales ya que no hay concienciacióndel límite.

Si los recursos son limitados, debemos gestionarlos

eficientemente.

Debemos conocer cuántos recursos hay disponibles ycómo los estamos consumiendo.

INTRODUCCIÓN



• Hecho: la energía y los minerales están

acoplados

– Dispersión = leyes de la termodinámica

(2ª ley)

– Disminuye la concentración en las minas =>más energía, agua e impacto medio

ambiental/kg mineral

• Escasez de minerales no se tiene encuenta en el desarrollo de nuevas

tecnologías.

INTRODUCCIÓN



11

Las cuestiones determinantes…

•¿Cómo podemos valorar la pérdida de capital

mineral?

•¿Cómo de rápido estamos degradando el capitalmineral de la Tierra?

•¿Cuándo llegaremos al pico de producción de los

minerales?

INTRODUCCIÓN



¿CÓMO PODEMOS VALORARLA PÉRDIDA DE CAPITAL

MINERAL?

12



13

Un depósito mineral es unarareza en la corteza terrestre.

Una mina ocurre sólo cuando secombinan complejos procesosnaturales para producir unenriquecimiento.

Estos procesos operan muylentamente si lo comparamoscon la vida del ser humano.

LA TEORÍA THANATIA



14

• En contraposición con la teoría de Lovelock GAIA como un planeta vivo

• La tierra crepuscular = THANATIA = Planeta muerto

LA TEORÍA THANATIA



15

• Consecuencia de la segunda Ley de la Termodinámica:

La Tierra se aproxima gradualmente a un planeta degradado.

• Conociendo el planeta crepuscular, podemos visualizar por primera

vez y cuantificar el límite termodinámico de la Tierra, evaluando su

capital mineral y su velocidad de degradación.

LA TEORÍA THANATIA



• Modelo de Tierra Crepuscular: planeta

degradado donde se han agotado y dispersado

todos los minerales y todos los combustibles

fósiles se han quemado y convertido en CO2.

– Atmósfera degradada: CO2 =683 ppm

Ts= 17ºC.

– Hidrosfera degradada: composición actual

del mar a 17ºC.

– Corteza continental superior: modelo de

“roca desnuda” definida por la composición y

concentración de 324 sustancias.

• Fuentes: Alicia Valero,Antonio Valero and Javier Gómez. The crepuscular planet. A model

for the exhausted continental crust. ENERGY.36 - 6,pp. 3745 - 3753.2011.

• Antonio Valero, Andrés Agudelo and Alicia Valero. The crepuscular planet. A model for

the exhausted continental atmosphere and hydrosphere. ENERGY.36,pp. 694 – 707. 2010

16

LA TEORÍA THANATIA



• ¿Cómo evaluar el capital mineral?

– Cambiemos la perspectiva:

“Desde la cuna hasta la tumba”

– A:

“Desde la tumba hasta la cuna”

17

LA TEORÍA THANATIA



Exergy/Exergy cost

Materials Life cycle

Avoided costs/mineral bonus

Natural conc.

and refining

process

Man-made mining

and refining process

Mining andrefining costs

Manuf.

costs

Use and

dispose of

materials

ReferenceEnvironmentZero Exergy

Exergy/Exergy cost

Grave to cradle Exit gate to grave

Cradle to entry gate Entry gate to exit gate

Useful products

Materials

dispersionand pollution

Recyclin

gcosts

Recycling ofmaterials

Product

manufactur

e

Natural stock

Man-made stock

Landfills

Crepuscular Earth / Thanatia

Fuels Minerals

Mineral deposits



• ¿Cuánto supone anualmente la pérdida de capital mineral de la

tierra?

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DE LA TUMBA A LA CUNA

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

Exergy bonus Exergy bonus with recycling Fossil fuels

Mtoe

5,308

Mtoe

Aluminium

Potash

Coal

Iron

Natural gas

Oil

Aluminium

Iron

Potash

3,811

Mtoe

10,899

Mtoe

Mineral smelting

and refining

1,336

Mtoe Mineral mining

and

conc.

138

Mtoe



• ¿Cuánto supone anualmente la pérdida de capital mineral de la

tierra?

• Fuente: Alicia Valero and Antonio Valero. From grave to cradle. A thermodynamic approach for accounting abiotic resource

depletion. Journal of Industrial Ecology (In press).

• A. Valero, Al Valero/ Exergoecology: A thermodynamic approach for accounting the Earth's mineral capital. The case of

bauxite–aluminium and limestone–lime chains/Energy, Volume 35, Issue 1, January 2010, Pages 229-238

20




21

¿Venderíais las torres del Pilar al

precio del ladrillo?

El PIB y otros indicadores

económicos no tienen en cuenta

el hecho de que las futuras

generaciones ya no tendrándisponible esos “monumentos”

creados por la naturaleza que

son los recursos.




¿CÓMO DE RÁPIDO ESTAMOSDEGRADANDO EL CAPITALMINERAL DE LA TIERRA?

22



1,9

30,5

25,6

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Renewables Fossil fuels Non-fuel Minerals

% Potential of renewables in use; % depletion degree of minerals

El grado de agotamiento de los recursos



Fuel and non-fuel minerals: depletion degree of reserves%

27.9

47.5

30.927.7

14.9

50.3

27.5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Coal Oil Natural gas Iron Aluminium Copper Other minerals


Fuente: Al Valero, A. Valero and A. Martínez/Inventory of the Exergy Resources of the

Earth/ ENERGY.35,pp. 989-995.2010.

2



25

Minerales noenergéticos

Más agotados: Hg (92%); Ag(79%); Au (75%); Sn (75%),As (75%); Pb (72%); Sb(72%).

Menos agotados: Cs, Th,REE, I, V, K, PGM, Al, Ta, Co,Nb (<20%)

Minerales más consumidos:

Fe (28%); Al (15%); Cu(50%).


Fuente: Alicia Valero, Antonio Valero. Physical geonomics: Combining the exergy and Hubbert

peak analysis for predicting mineral resources depletion. Resources, conservation and recycling

54 - 12,pp. 1074 - 1083.2010

26



26

Minerales no energéticos

3 minerales suponen el 93% del coste exergético consumido.

Pero también otros como el Mn, Ni, Zr, Pb, Cr, U, Sn y Au.


27El d d t i t d l



27

Minerales energéticos

El grado de agotamiento de losrecursos

El grado de agotamiento de los



• No existe escasez de energía!

• Pero sí existe escasez de combustiblesfósiles y escasez de otros minerales noenergéticos concentrados.

• Existe un enorme potencial en el uso de las

energías renovables.

• ¡Pero ojo, los materiales pueden constituir un

factor limitante en su desarrollo!

El grado de agotamiento de losrecursos

29



¿CUÁNDO LLEGAREMOS ALPICO DE PRODUCCIÓN DE

LOS MINERALES?

29

30



30

La producción de combustibles

fósiles sigue curvas tipocampana (Hubbert 1956).

Se aplica satisfactoriamente a

minerales cuyo factor deconcentración no esimportante (comb. fósiles).

Se puede ajustar a otrosminerales en términosexergéticos exergía ->depende de laconcentración ycomposición

PICO DE HUBBERT

Q=recursos disponiblesP=extracción de minerales

PICO DE HUBBERT

31



31

Minerales energéticos.El pico de Hubbert

Considerando reservas probadasCarbón: 2060; otros estudios:EWG 2007 (2025).

Gas natural: 2023; Otrosestudios: Bentley (2020).

Petróleo: 2008; otros estudios:Hatfield (1997), Kerr (1998) oCampbell and Laherrere (1998)

Fuente: Alicia Valero, Antonio Valero. Physical geonomics:

Combining the exergy and Hubbert peak analysis for

predicting mineral resources depletion. Resources,

conservation and recycling 54 - 12,pp. 1074 - 1083.2010

Values in Mtoe

PICO DE HUBBERT

32



Minerales no energéticos.El pico de Hubbert

Considerando las reservas baseFe: 2068

Al: 2057

Cu: 2024

Fuente: Alicia Valero, Antonio Valero. Physical geonomics:

Combining the exergy and Hubbert peak analysis for

predicting mineral resources depletion. Resources,

conservation and recycling 54 - 12,pp. 1074 - 1083.2010

Values in ktoe

PICO DE HUBBERT

33



CUENTA ATRÁS EXERGÉTICA DE LOS MINERALES

Coal - 2060

Oil - 2008

Natural gas - 2023

Iron - 2068

Aluminium - 2057

Copper - 2024

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

1890 1940 1990 2040 2090 2140 2190 2240 2290

Bt*, Mtoe

El pico de producción de los minerales estudiadospuede que se alcance para el 2070.

PICO DE HUBBERT

34



Coal - 2112Oil - 2038

Natural gas - 2049

Iron - 2111

Alumin ium - 2085

Copper - 2056

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

1890 1990 2090 2190 2290 2390

Bt*, Mtoe

La cuenta atrás exergéticaEl mismo análisis considerando 2 x reservas probadas (combustibles fósiles)

y 2 x reservas base (minerales)

• ¡El pico sólo se desplaza a la derecha entre 15 y 30 años!

PICO DE HUBBERT

35



El precio de los recursos depende de muchos factores,como la demanda, aspectos sociales y políticos,

especulación…

Pero el factor limitante que determine la tendenciageneral será la disponibilidad del recurso.

Si la demanda continua aumentando y no se encuentrandepósitos minerales importantes, el precio de lasmaterias primas (ej. petróleo) aumentará en el futuro.

CONCLUSIONES

36



Existen muchos lugares en el mundo sin explorar. Sin embargo,estos resultados preliminares demuestran que la tasa deextracción mineral en un siglo ha sido excesiva => La tasa dedescubrimiento puede que no compense el aumento exponencial.

Muchos minerales están sufriendo problemas de escasez.La sustitución puede ayudar siempre y cuando haya recursosalternativos disponibles.

Escenarios de consumo futuro como los del IPCC están asumiendotasas de consumo que exceden las reservas minerales actuales.Hay preocupación sobre cambio climático, pérdida de biodiversidad,etc. pero ¿y la escasez de recursos?

La extracción de minerales cada vez más escasos provocaimportantes problemas ambientales: consumo de cantidadesingentes de agua, energía, ganga… ¡pero también problemassociales!

REFLEXIONES

37



Vivimos en una tierra finita -> Falta conciencia del límite!

Las “leyes” económicas nos llevan al colapso.

Colapsarán el medio ambiente, los recursos mineros, la demanda de agua

dulce, los polos, la Amazonía y las selvas tropicales.

Extraeremos las últimas gotas de petróleo y heredaremos la Tierra en

busca de los últimos minerales para convertir todo en productos baratos

que al poco tiempo se convertirán en montañas de vertederos, islas de

plástico en los océanos y masas de agua contaminadas.

Necesitamos inteligencia y tecnología ecológicas!

REFLEXIONES

38



La riqueza deberá centrarse en el acceso a los servicios más que en el

consumo.

Hay que potenciar el reciclado y nuevos diseños para desensamblar.

El “usar y tirar” debe acabarse.

El empleo se recuperará recuperando los materiales, los valores, las

empresas, lo local, las tradiciones milenarias que hemos perdido en

dos generaciones y el respeto por la creación de lo que no podemos ni

sabemos reproducir.

REFLEXIONES



GRACIAS POR VUESTRA ATENCIÓN

Earth provides enough to satisfy every

man's need, but not every man's greed.(Gandhi)

La Tierra proporciona suficientes (recursos) para satisfacer las

necesidades de todos los seres humanos, pero no para la codicia del serhumano. (Ghandi)

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