Conferencia Alicia Valero
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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
7/23/2019 Conferencia Alicia Valero
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• 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…
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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 "
Algunos datos para comenzar…
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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 .
Algunos datos para comenzar…
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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 .
• …
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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…
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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
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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….
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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
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• 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
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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
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¿CÓMO PODEMOS VALORARLA PÉRDIDA DE CAPITAL
MINERAL?
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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
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• En contraposición con la teoría de Lovelock GAIA como un planeta vivo
• La tierra crepuscular = THANATIA = Planeta muerto
LA TEORÍA THANATIA
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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
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• 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
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LA TEORÍA THANATIA
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• ¿Cómo evaluar el capital mineral?
– Cambiemos la perspectiva:
“Desde la cuna hasta la tumba”
– A:
“Desde la tumba hasta la cuna”
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LA TEORÍA THANATIA
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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
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• ¿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
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• ¿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
DE LA TUMBA A LA CUNA
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¿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.
DE LA TUMBA A LA CUNA
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¿CÓMO DE RÁPIDO ESTAMOSDEGRADANDO EL CAPITALMINERAL DE LA TIERRA?
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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
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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
El grado de agotamiento de los recursos
Fuente: Al Valero, A. Valero and A. Martínez/Inventory of the Exergy Resources of the
Earth/ ENERGY.35,pp. 989-995.2010.
2
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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%).
El grado de agotamiento de los recursos
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
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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.
El grado de agotamiento de los recursos
27El d d t i t d l
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27
Minerales energéticos
El grado de agotamiento de losrecursos
El grado de agotamiento de los
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• 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
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¿CUÁNDO LLEGAREMOS ALPICO DE PRODUCCIÓN DE
LOS MINERALES?
29
30
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
7/23/2019 Conferencia Alicia Valero
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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
7/23/2019 Conferencia Alicia Valero
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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)