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Asignatura de Libre Elección E.T.S. d’Enginyeria Industrial de Barcelona - ETSEIB Biomasa como fuente energética en países en desarrollo Dr. Enrique Velo Versión 01 Enero de 2009 Autores: Enrique Velo Primera edición: Enero 2009 Edita: Grup de Recerca en Cooperació i Desenvolupament Humà – GRECDH (UPC) © 2009. Los autores y la Universitat Politècnica de Catalunya Reconocimiento-No comercial-Sin obras derivadas 3.0 España Usted es libre de: • copiar, distribuir y comunicar públicamente la obra Bajo las condiciones siguientes: • Reconocimiento. Debe reconocer los créditos de la obra de la manera especificada por el autor o el licenciador (pero no de una manera que sugiera que tiene su apoyo o apoyan el uso que hace de su obra). • No comercial. No puede utilizar esta obra para fines comerciales. • Sin obras derivadas. 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Biomasa como fuente energética en países en desarrollo © Universitat Politècnica de Catalunya 1 Índice de contenidos Prefacio .................................................................................................................................................... 5 Objetivos .................................................................................................................................................. 7 Metodología docente y sistema de evaluación ....................................................................................... 8 Bibliografía básica ................................................................................................................................... 9 MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano ......................................... 11 Tercer Mundo - Desarrollo – Pobreza ................................................................................................... 13 ¿De qué estamos hablando? ............................................................................................................ 13 Desarrollo Humano ................................................................................................................................ 15 Indicadores de Desarrollo ................................................................................................................. 15 Tecnología para el Desarrollo Humano ................................................................................................. 19 MÓDULO 2: El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad ...................................... 21 ¿Qué es energía? .................................................................................................................................. 24 Conceptos básicos sobre la energía ................................................................................................. 24 Servicios energéticos ........................................................................................................................ 27 Sistema energético ........................................................................................................................... 27 Parámetros relacionados con la energía .......................................................................................... 28 Consumo y fuentes de energía por países y regiones .......................................................................... 31 Consumo de energía primaria ........................................................................................................... 31 Acceso a la electricidad .................................................................................................................... 32 Fuentes de energía en los países en desarrollo ............................................................................... 33 Potenciando círculos virtuosos mediante el abastecimiento energético ............................................... 38 ¿Es la energía importante para el Desarrollo Humano? .................................................................. 38 ¿Cómo fomentar el desarrollo? ......................................................................................................... 41 Mitos y realidades en el aprovisionamiento de energía .................................................................... 42 Desarrollo Sostenible ............................................................................................................................ 43 Desarrollo Humano frente Desarrollo Sostenible, ¿un dilema? ............................................................ 44 Desarrollo energético sostenible ....................................................................................................... 45 El Protocolo de Kyoto. Mecanismo de Desarrollo Limpio ................................................................. 46 Aspectos sociales de la energía ............................................................................................................ 48 Energía y género ............................................................................................................................... 48 Energía y salud ................................................................................................................................. 51 Proyecciones de futuro .......................................................................................................................... 53 Evolución del consumo y fuentes de energía ................................................................................... 53 ¿Se prevé un mayor y mejor acceso a la energía de los países en desarrollo? .............................. 54 ¿Cómo influirá la escasez de petróleo? ............................................................................................ 56 Escenarios sostenibilistas ..................................................................................................................... 57 Objetivos de Desarrollo del Milenio ....................................................................................................... 60 Biomasa como fuente energética en países en desarrollo 2 © Universitat Politècnica de Catalunya MÓDULO 3: Biomasa cono fuente energética ...................................................................................... 63 Introducción ........................................................................................................................................... 65 Biomasa: ¿de qué estamos hablando? ................................................................................................. 65 ¿Cómo usamos/gestionamos el recurso? ............................................................................................. 66 ¿Cómo aprovechamos el recurso? ....................................................................................................... 67 Energía Primaria: composición química de la biomasa .................................................................... 67 Energía Final: biocombustibles y biocarburantes ............................................................................. 69 La biomasa como fuente energética en países en desarrollo ............................................................... 73 ¿Cómo se usa? ................................................................................................................................. 73 ¿Quéimportancia tiene? ................................................................................................................... 74 ¿Qué consecuencias tiene su uso ineficiente? ................................................................................. 75 La biomasa como fuente energética: el escenario global ..................................................................... 77 La biomasa como fuente energética: ventajas e inconvenientes.......................................................... 79 Ventajas ............................................................................................................................................ 79 Inconvenientes .................................................................................................................................. 80 Objetivos: ¿adónde queremos llegar? .................................................................................................. 80 Resumen ............................................................................................................................................... 81 Referencias bibliográficas ..................................................................................................................... 82 MÓDULO 4: Bases termoquímicas: combustión, gasificación y pirólisis .............................................. 83 Propiedades de los biocombustibles ..................................................................................................... 85 Características físicas ....................................................................................................................... 85 Características químicas ................................................................................................................... 85 Combustión directa de la biomasa ........................................................................................................ 88 Fases de la combustión .................................................................................................................... 89 Productos de la combustión .............................................................................................................. 89 Características y rendimiento de los equipos de combustión ........................................................... 89 Termo-química del proceso de combustión ...................................................................................... 91 Aprovechamiento del calor ................................................................................................................ 93 Pirólisis .................................................................................................................................................. 95 Carbón vegetal .................................................................................................................................. 96 Obtención de Bio-oil .......................................................................................................................... 97 Gasificación ........................................................................................................................................... 98 Productos de la gasificación ............................................................................................................. 98 Rendimiento ...................................................................................................................................... 99 Gasificadores .................................................................................................................................. 100 Generación de electricidad ............................................................................................................. 100 Referencias bibliográficas ................................................................................................................... 101 MÓDULO 5: Uso tradicional de la biomasa. Tecnologías mejoradas ................................................. 103 Introducción ......................................................................................................................................... 105 Biomasa como fuente energética en países en desarrollo © Universitat Politècnica de Catalunya 3 Consecuencias del uso tradicional de la biomasa .............................................................................. 107 Sociales y de género ....................................................................................................................... 107 Medioambientales ........................................................................................................................... 108 Sobre la salud ................................................................................................................................. 110 Tecnologías mejoradas ....................................................................................................................... 111 Cocinas y estufas mejoradas .......................................................................................................... 111 Carbón vegetal ................................................................................................................................ 112 Ejemplos de aplicación de tecnologías mejoradas ............................................................................. 116 Cocinas mejoradas ......................................................................................................................... 118 Mejora o implantación de equipos artesanales ............................................................................... 121 Lecciones aprendidas de los programas de cocinas mejoradas ........................................................ 125 Referencias bibliográficas ................................................................................................................... 129 MÓDULO 6: Tecnologías "modernas": producción de bio-carburantes; gasificación, producción de singas (gas de síntesis) ....................................................................................................................... 131 Introducción ......................................................................................................................................... 133 Producción de biocarburantes ............................................................................................................. 134 Ejemplos de obtención de biocarburantes ...................................................................................... 134 Producción de gas de síntesis ............................................................................................................ 139 Ejemplos de aplicación de la gasificación ....................................................................................... 142 Electricidad a partir de la combustión directa de biomasa .................................................................. 147 Cogeneración termo-eléctrica ......................................................................................................... 148 Referencias bibliográficas ................................................................................................................... 150 MÓDULO 7: Tecnologías "modernas": producción de biogás ............................................................ 151 Introducción ......................................................................................................................................... 153 Energía a partir de residuos orgánicos: ¿Dónde y cómo es posible? ............................................ 153 Digestión anaerobia ............................................................................................................................. 156 Biogás ..................................................................................................................................................159 Digestores ........................................................................................................................................... 161 Aplicaciones del biogás ....................................................................................................................... 163 Producción de biogás en los países en desarrollo .............................................................................. 167 ¿Dónde y cómo aplicarla? .............................................................................................................. 167 ¿Dónde y cómo se aplica? .............................................................................................................. 168 Referencias bibliográficas ................................................................................................................... 169 MÓDULO 8: Diseminación de las tecnologías de la biomasa ............................................................ 171 Introducción ......................................................................................................................................... 173 EJERCICIOS ....................................................................................................................................... 175 Biomasa como fuente energética en países en desarrollo 4 © Universitat Politècnica de Catalunya Módulo 1. Principios para el Desarrollo Humano y Tecnología .......................................................... 176 Materiales: ....................................................................................................................................... 176 Ejercicio: .......................................................................................................................................... 176 Módulo 2. El rol de la energía en el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo del Milenio ........... 180 Materiales: ....................................................................................................................................... 180 Ejercicio: .......................................................................................................................................... 180 Módulo 3. Uso tradicional de la biomasa. Análisis de problemas y propuesta de soluciones ............ 187 Materiales: ....................................................................................................................................... 187 Ejercicio: .......................................................................................................................................... 187 Módulo 4. Producción de electricidad con gas de madera. 1ª parte: cálculo del gas generado y de su poder calorífico .................................................................................................................................... 191 Materiales: ....................................................................................................................................... 191 Ejercicio: .......................................................................................................................................... 191 Módulo 5. Análisis de Programas de implantación de cocinas mejoradas ......................................... 196 Materiales: ....................................................................................................................................... 196 Ejercicio: .......................................................................................................................................... 196 Módulo 6. Producción de electricidad con gas de madera. 2ª parte: cálculo de la electricidad generada en un motor de combustión interna ..................................................................................................... 201 Materiales: ....................................................................................................................................... 201 Ejercicio: .......................................................................................................................................... 201 Módulo 7. Implantación la tecnología del biogás. Estudio de casos ................................................... 204 Materiales: ....................................................................................................................................... 204 Ejercicio: .......................................................................................................................................... 204 Anexo: Biogas technology in the Ivory Coast (region of Korhogo) ................................................ 207 Módulo 8. Diseminación de tecnologías de la biomasa. Análisis de la aplicación de tecnologías de la biomasa en países en desarrollo mediante el estudio de diferentes programas ................................ 210 Trabajo en grupo ............................................................................................................................. 210 Manual de buenas prácticas para cocinas mejoradas de biomasa ................................................ 212 Manual de buenas prácticas para biogás ....................................................................................... 213 Relación de casos estudiados por los integrantes del grupo y análisis de los mismos. ................ 214 Análisis de aspectos comunes y diferenciados entre las cocinas solares y las cocinas mejoradas de biomasa. .......................................................................................................................................... 216 Test Módulo 1 ...................................................................................................................................... 217 Test Módulo 2 ...................................................................................................................................... 220 Test Módulo 3 ...................................................................................................................................... 225 Test Módulo 4 ...................................................................................................................................... 227 Test Módulo 5 ...................................................................................................................................... 230 Test Módulo 6 ...................................................................................................................................... 234 Test Módulo 7 ...................................................................................................................................... 237 Biomasa como fuente energética en países en desarrollo © Universitat Politècnica de Catalunya 5 Prefacio El importante papel que juega el acceso a la energía en el desarrollo de los pueblos y en el diseño de un modelo de desarrollo sostenible está siendo ampliamente reconocido. En el contexto actual, la previsible crisis del sistema energético, basado fundamentalmente en fuentes de origen fósil, es motivo de múltiples publicaciones, informes, reuniones políticas de alto nivel, conflictos geopolíticos y de debate social. En la misma medida, la estrecha relación de la generación y el uso de la energía con la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) y sus consecuencias sobre el cambio climático han puesto al sector energético en el punto de mira de la comunidad internacional. El tiempo en el que la energía era relativamente abundante y barata para los países industrializados y en el que la emisión de GEI no tenía restricciones, está llegando a su fin. El sistema energético actual puede clasificarse como insostenible por diversas razones económicas y ambientales pero, sobre todo, sociales. La falta de acceso universal a la energía tienesu máximo exponente en la precariedad en el acceso a la energía de los Países en Desarrollo, sobre todo de algunas regiones, entre las que destaca el África Subsahariana. En 2002, 2.400 millones de personas dependían de la biomasa tradicional para cocinar y calentarse (residuos agrícolas y ganaderos, leña y carbón vegetal usados de forma ineficiente y contaminante) y 1.600 millones de personas no tenían acceso a la electricidad en sus hogares (AIE, 2004) y, en consecuencia, no disponían de iluminación eléctrica, potencia mecánica y telecomunicaciones. Se estima que cuatro de cada cinco personas sin electricidad viven en zonas rurales de los Países en Desarrollo, la mayor parte en el sur de Asia y en el África subsahariana. Es en este contexto, que nos planteamos el estudio de los medios de que disponemos para alcanzar los objetivos planteados por el Programa de Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) en el sector de la energía. Objetivos que en el ámbito rural se concretan en que para 2015 todas las familias rurales del mundo tengan acceso a servicios energéticos (combustibles y electricidad) modernos, asequibles y fiables. A través de este estudio, pretendemos situar un tema tan basto y complejo, como es el de la energía y el de las tecnologías energéticas, en el marco de la Cooperación para el Desarrollo Humano, con un enfoque transversal. Específicamente, pretendemos: • Enfocar el abastecimiento energético desde el punto de vista del fomento del Desarrollo Humano y Sostenible y, por tanto, como herramienta de transformación social. • Tratar los principales conceptos de la energía y de las tecnologías energéticas necesarios para poder identificar, analizar, planificar y evaluar estrategias, programas y proyectos, en el ámbito de acciones de cooperación para el desarrollo que incluyan, entre sus objetivos, la provisión de energía, tanto para usos domésticos, como comunitarios, de servicios o productivos. El acceso a la energía por parte de las comunidades está muy ligado a la ejecución de proyectos energéticos y por tanto, podríamos pensar en que bastaría con darle un enfoque puramente tecnológico (visión “hard”). Pero, tal y como señala la ONGD Practical Action en sus manuales tecnológicos, “Tecnología... es sólo la mitad de la historia”. El conocimiento tecnológico por sí sólo no dará como resultado un suministro energético sostenible y perdurable para las comunidades. En efecto, para que un proyecto tenga éxito, es necesario tener en cuenta la visión “soft”. Ello incluye conocimientos sobre políticas, enfoques, oportunidades, barreras, lecciones aprendidas y buenas prácticas, así como tener en cuenta aspectos sociales y metodológicos como género, participación, gestión de sistemas, desarrollo de capacidades locales, transferencia de tecnología, entre otros. Apoyándonos en el símil de un sistema informático, los proyectos de energía en el ámbito de la cooperación para el desarrollo, necesitan de ambos, el Biomasa como fuente energética en países en desarrollo 6 © Universitat Politècnica de Catalunya “hard” y el “soft” para funcionar, no entendiéndose el uno sin el otro. Este texto trata esencialmente los aspectos tecnológicos o “hard” de la energía. No obstante, se incluyen en los diferentes módulos algunos aspectos “soft” esenciales en la aplicación de las soluciones tecnológicas en determinados contextos. La asignatura Biomasa como fuente energética en países en desarrollo forma parte de una propuesta formativa global de la Universitat Politècnica de Cataluya cuyo objetivo es la formación de actores de desarrollo en Tecnologías para el Desarrollo Humano Sostenible. Para el seguimiento del presente curso es conveniente tener conocimientos básicos sobre “Cooperación para el Desarrollo” y “Tecnología para el Desarrollo Humano”. Asimismo, es recomendable tener conocimientos sobre la “Gestión del Ciclo de Proyecto”. Estos conocimientos pueden adquirirse a través de diferentes ofertas formativas. Las lecturas y actividades han sido diseñadas para seguir el curso usando la metodología e-learning en cursos no presenciales a través de internet, con el apoyo de formadores, debates colectivos y trabajo en grupo. No obstante, también pueden ser usados como textos de autoaprendizaje o textos de lectura para cursos semipresenciales que incluyan sesiones de formación o talleres colectivos. La asignatura se ha estructurado en 8 módulos: 1. Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano. 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad 3. Biomasa cono fuente energética 4. Bases termoquímicas: combustión, gasificación y pirólisis 5. Uso tradicional de la biomasa. Tecnologías mejoradas. 6. Tecnologías "modernas": producción de bio-carburantes; gasificación, producción de singas (gas de síntesis) 7. Tecnologías "modernas": producción de biogás 8. Diseminación de las tecnologías de la biomasa El Módulo 1 es introductorio y en él se tratan muy resumidamente coceptos fundamentales: qué entendemos por Desarrollo (diferentes enfoques) y qué tecnologías son apropiadas para el Desarrollo Humano. El Módulo 2 trata de el rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad. Se él se contextualiza la materia sobre la que trata la asignatura en el panorama energético mundial, se analizan las desigualdades en el consumo de energía, se analizan las potencialidades del acceso a servicios energéticos fiables, asequibles y suficientes en el fomento del Desarrollo Humano y se situa todo ello en el marco de la sostenibilidad. En el Módulo 3 se describe la biomasa cono fuente energética de forma genérica. Se estudian los recursos disponibles, los procesos de aprovechamiento energético y los aspectos ambientales. Se analizan, asimismo, las ventajas e inconvenientes en el uso de la biomasa como fuente energética. En el Módulo 4 se tratan las bases científico-técnicas de los procesos termoquímicos de aprovechamiento energético de la biomasa: combustión, gasificación y pirólisis. En el Módulo 5 se aborda el uso tradicional de la biomasa y sus consecuencias negativas sobre los aspectos sociales, medioambientales y de salud. Como primera alternativa para paliar dichas consecuencias, se analizan las tecnologías llamadas “mejoradas”: cocinas, hornos, etc. Por último se exponen las lecciones aprendidas de los programas de cocinas mejoradas. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo © Universitat Politècnica de Catalunya 7 El Módulo 6 es el primero de los dos módulos dedicado al estudio de las tecnologías "modernas". En él se estudia la producción de bio-carburantes, los procesos de gasificación para producción de singas (gas de síntesis) y, finalmente, la cogeneración termoeléctrica. Tras la breve descripción de las tecnologías, se exponen diferentes estudios de casos de aplicación. El Módulo 7 completa el estudio de las tecnologías "modernas" abordando la producción de biogás. Se analiza dónde y cómo es posible la producción de energía a partir de residuos orgánicos, se hace una bree descripción del proceso de digestión anaerobia y, finalmente, se analiza dónde y cómo aplicarla. Finalmente, el Módulo 8 está dedicado a la diseminación de las tecnologías de la biomasa. Se pretende que los estudiantes hagan un análisis de la aplicación de tecnologías de la biomasa en países en desarrollo mediante el estudio de diferentes programas y se propone la realización de un trabajo en grupo. Objetivos Objetivo General El objetivo general del curso es proporcionar la información y la formación básica necesaria para una adecuada identificación y evaluación de proyectos de cooperación al desarrollo entre cuyos objetivos se encuentre la dotación o mejora de servicios energéticos suficientes, fiables y asequibles en zonas rurales de Países en Desarrollo mediante el uso de biomasa como fuente de energía. ObjetivosEspecíficos Objetivos Conceptuales (conocimientos): • Comprender los conceptos de Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano y su aplicación a los contextos y proyectos de cooperación al desarrollo. • Comprender la relación entre el acceso a la energía y el desarrollo humano en sus dimensiones económicas, sociales y medioambientales, así como su relación con el desarrollo sostenible. • Conocer las desigualdades en el acceso a servicios energéticos suficientes, fiables y asequibles, las diferentes políticas energéticas a escala global y local y los diferentes enfoques para potenciar el acceso universal a la energía. • Conocer las aportaciones básicas de las tecnologías energéticas, particularmente de las que utilizan fuentes renovables de energía, y de los proyectos de provisión de energía desde la perspectiva de la promoción integral del desarrollo humano a través de acciones de cooperación al desarrollo. • Comprender las bases científicas del aprovechamiento energético de la biomasa mediante procesos termoquímicos: combustión, gasificación y pirólisis y biológicos: producción de biocarburantes y biogás. • Conocer las lecciones aprendidas en los proyectos y programas de diseminación de las tecnologías de la biomasa. Objetivos Procedimentales (habilidades): • Desarrollar criterios propios y capacidad de análisis sobre: o La problemática del abastecimiento energético a escala local. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo 8 © Universitat Politècnica de Catalunya o Las alternativas tecnológicas, tanto las “mejoradas” como las “modernas”, mediante el uso de parámetros técnicos, ambientales, económicos, sociales y de salud, en proyectos de Cooperación al Desarrollo destinados a la provisión de energía y servicios energéticos para usos domésticos, comunitarios, productivos o de servicios. • Saber llevar a cabo. o La evaluación de los impactos (tecnológicos, sociales, económicos y ambientales) de la biomasa como fuente de energía renovable en los programas de desarrollo humano. o El análisis comparativo de las diferentes opciones tecnológicas, incluyendo el análisis de en qué contexto y para qué aplicaciones tiene sentido el uso las diferentes tecnologías y de cuál es la más apropiada en un determinado contexto. Objetivos Actitudinales (valores): • Valorar los impactos económicos, ambientales y sociales del actual sistema energético mundial sobre las comunidades más desfavorecidas. • Reconocer el acceso a servicios energéticos fiables y asequibles como un derecho fundamental de las personas. • Valorar los impactos económicos, ambientales y sociales de la implantación de los proyectos de abastecimiento energético en comunidades rurales aisladas. • Desarrollar un espíritu crítico sobre las políticas, los enfoques y las metodologías utilizadas en el sector. • Valorar el trabajo en equipo, los métodos participativos y el aprendizaje cooperativo. Metodología docente y sistema de evaluación La asignatura es de 3 crétidos (2 ECTS), con una dedicación estiamada de 55 horas. La programación corresponde, aproximadamente, a 1 módulo por semana, excepto el último módulo que se programa para 2 semanas. Cada módulo consta del material de lectura, enunciado del ejercicio escrito, test de autoevaluación (on-line) y material complementario para lectura o realización de los ejercicios. Se programan, además, 2 debates que se llevan a cabo en el espacio “Foro” de la intranet docente. La evaluación es continuada. Para los módulos 1 a 7, se califican los ejercicios escritos, las aportaciones a los debates (sólo para los módulos que los contemplan) y los ejercicios de preguntas multirespuesta. Cada un de estos módulos representa un 10% de la calificación final. El trabajo en grupo del módulo 8 representa un 30% de la nota final. Mòdulo Lectura Horas de dedicación Calificación Ejercicio Test Debate Total 1 4 2 1/2 6,5 10% 2 4 1 1/2 2 7,5 10% 3 3 2 1/2 5,5 10% 4 2 3 1/2 5,5 10% 5 3 2 1/2 5,5 10% 6 2 2 1/2 2,5 7 10% 7 3 1 1/2 4,5 10% 8 5 8 13 30% TOTAL 26 21 3,50 4,5 55 100% Biomasa como fuente energética en países en desarrollo © Universitat Politècnica de Catalunya 9 Bibliografía básica De Juana, J.M. (2003) Energías Renovables para el Desarrollo. Paraninfo - Thomson Learning. Pérez-Foguet, A., Morales, M., Saz-Carranza, A. (2005) Introducción a la Cooperación al Desarrollo para las Ingenierías. Una propuesta para el estudio. Ingeniería Sin Fronteras - Universitat Politècnica de Catalunya. Barcelona. ISBN 84-689-0708-1. Disponible en: http://www.upc.edu/grecdh/pdf/ICDI_vdef_press_tapas.pdf. Textos complementarios: AIE (2002), World Energy Outlook (WEO) 2002. Agencia Internacional de la Energía. París. Disponible en http://www.iea.org/Textbase/publications/free_new_Desc.asp?PUBS_ID=1090 [Fecha de consulta: 27/12/2006] AIE (2004), World Energy Outlook 2004. Agencia Internacional de la Energía, París. Disponible en http://www.iea.org/Textbase/publications/free_new_Desc.asp?PUBS_ID=1266 [Fecha de consulta: 27/12/2006] ESDG-UNDP Clean Energy for Development and Economic growth: biomass and other renewable energy options to meet energy and development needs in poor nations. UNPD, 2001. http://www.undp.org/energy/publications/2002/Clean_Energy_Biomass.pdf [Fecha de consulta: 27/12/2006] Estudio FAO Montes 72. El gas de madera como combustible para motores. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. FAO - Roma, 1993 http://www.fao.org/docrep/T0512S/t0512s00.htm Fecha de consulta: 27/12/2006] GTZ-GATE 1999 Biogas Digest (Volume I. Biogas Basics) GTZ-GATE. Eschborn, Germany, 1999. http://www2.gtz.de/dokumente/bib/04-5364.pdf Fecha de consulta: 27/12/2006] GTZ-GATE 1999 Biogas Digest (Volume IV. Country Reports) GTZ-GATE. Eschborn, Germany, 1999. http://www2.gtz.de/dokumente/bib/04-5367.pdf Fecha de consulta: 27/12/2006] ITDG. Boiling Point 50 January 2005. Scaling up and commercialisation of household energy initiatives. http://www.itdg.org/?id=boiling_point Fecha de consulta: 27/12/2006] Karekezi, S., Lata, K., Coelho, S.T. (2004) “Traditional biomass energy”. International Conference for Renewable Energies. Bonn (Germany). http://www.renewables2004.de/pdf/tbp/TBP11-biomass.pdf PNUD (2000). World Energy Assessment (WEA). Energy and the challege of Sustainability. Plan de las Naciones Unidas para el Desarrollo. Disponible en http://www.undp.org/energy/activities/wea/drafts-frame.html [Fecha de consulta: 27/12/2006] PNUD (2004), World Energy Assessment. 2004 update. PNUD. Disponible en http://www.undp.org/energy/docs/WEAOU_full.pdf [Fecha de consulta: 27/12/2006] PNUD (2005a). Achieving MDG: the role of energy services. Disponible en: http://www.undp.org/energy/achievemdg.htm [Fecha de consulta: 27/12/2006] PNUD (2005b). Energizing Millennium Development Goals. A Guide to Energy’s Role in Reducing Poverty. Disponible en: http://www.undp.org/energy/engmdg_intro.htm [Fecha de consulta: 27/12/2006] PNUD-ESMAP (2005). Energy Services for the Millenium Development Goals. A joint publication of the UNDP, UN Millennium Project, the World Bank, and the joint UNDP-World Bank Energy Sector Management Assistance Programme (ESMAP). Disponible en: http://www.undp.org/energy/ y en http://www.energyandenvironment.undp.org/indexAction.cfm?module=Library&action=GetFile&Doc umentAttachmentID=1643 [Fecha de consulta: 2712/2006] Biomasa como fuente energética en países en desarrollo 10 © Universitat Politècnica de Catalunya UN-Energy (2005) The Energy Challenge for Achieving the Millennium Development Goals. UN- Energy. Disponible en http://esa.un.org/un-energy/pdf/UN-ENRG%20paper.pdf [Fecha de consulta: 27/01/2006]. Velo, E., Sneij, J., Delclòs, J. eds. (2006) Energía, Participación y Sostenibilidad. Ingeniería Sin Fronteras. Wilkins, G. (2002) Technology Transfer forRenewable Energy. Overcoming Barriers in Developing Countries. Earthscan. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano © Universitat Politècnica de Catalunya 11 Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano 12 © Universitat Politècnica de Catalunya Objetivos del módulo: • Proporcionar un lenguaje común y básico sobre conceptos vinculados al Desarrollo Humano que se irán usando a lo largo de la asignatura. • Profundizar en los conceptos de Desarrollo y Tecnología, analizados desde las perspectivas de Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano. • Motivar la reflexión sobre las causas de la brecha de pobreza existente, así como las posibles vías de actuación para poder superar dicha brecha. Lectura de contenidos: Introducción de conceptos: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano. Qué entendemos por Desarrollo (diferentes enfoques) y qué tecnologías son apropiadas para el Desarrollo Humano. Ejercicio escrito: • Principios para el Desarrollo Humano y Tecnología. Materiales complementarios y bibliografía: • Pérez Foguet, A., M. Morales y A. Sanz (2005) “Introducción a la Cooperación al Desarrollo para las ingenierías. Una propuesta para el estudio”. Ingeniería Sin Fronteras http://www.upc.edu/grecdh/pdf/ICDI_vdef_press_tapas.pdf • Boni Aristazábal, A. y G. Ferrero de Loma-Osorio (editores) (1997) “Introducción a la cooperación al desarrollo”. Asociación Valenciana de Ingeniería Sin Fronteras y Universidad Politécnica de Valencia. • “Diccionario de Acción humanitaria y cooperación al desarrollo” KARLOS PÉREZ ALONSO DE ARMIÑO (Dir.) Icaria Editorial-Hegoa. ISBN: 84- 7426-502-9. HEGOA - Instituto de Estudios sobre Desarrollo y Cooperación Internacional http://www.hegoa.ehu.es. • PNUD “Informe Desarrollo Humano 2004” http://hdr.undp.org/en/reports/global/hdr2004/chapters/spanish/ Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano © Universitat Politècnica de Catalunya 13 Tercer Mundo - Desarrollo – Pobreza ¿De qué estamos hablando? ¿Qué entendemos cuando hablamos de un país del tercer mundo? Cuando hablamos de un país del Tercer Mundo, hoy en día entendemos que el término hace referencia a países pobres, sin embargo, al analizar el origen del término encontramos una acepción diferente con connotaciones muy distintas. El término fue acuñado en 1952 por Alfred Sauvy, en referencia a los países que emergían de la independencia tras el proceso de descolonización desencadenado por la II Guerra mundial. La designación “Tercer Mundo” tiene un paralelismo con el término “Tercer estado”, que fue utilizado para designar en la Revolución Francesa la emergencia del pueblo como factor político. Así, el concepto tercero, no se usaba sólo en contraposición a primer y segundo Mundo (entendidos como el bloque de países de Occidente por un lado y el bloque de países del Este de Europa por otro); sino que a la vez, el termino “tercer” dotaba a estos países de un tono de novedad y esperanza frente a los viejos mundos rivalizantes. Yendo a sus orígenes, hablar de Tercer Mundo tenía una serie de implicaciones políticas, económicas y sociales que hoy se han perdido, aunque antes el término de no iba unívocamente asociado a pobreza. Hoy, sin embargo, hablar de tercer mundo o “tercermundismo” tiene connotaciones negativas y ya no engloba a un grupo de países de escenario similar. En gran medida, se evita hoy hablar de tercer mundo para usar el término países en vías de desarrollo. Entramos ahora a definir la nomenclatura utilizada más recientemente: para ver qué son “países desarrollados” y menos desarrollados, o “países en vías de desarrollo” o “países en desarrollo”. Probablemente, al oír estos términos igualmente lo asociamos a que un país “poco desarrollado” es un país pobre. Pero detrás del concepto desarrollo debemos ser capaces de definir qué se entiende objetivamente. Analizaremos los distintos enfoques que se le ha dado al término. Al hablar de desarrollo hay que diferenciar entre distintas concepciones de lo que se entiende por desarrollo. Este término, o la interpretación que se hace del mismo, ha ido evolucionando y presenta un giro significativo a lo largo de las últimas décadas. Desde la perspectiva de clasificación entre países “ricos y pobres” ha sido objeto de estudio a lo largo de la historia, el nivel de desarrollo, que se toma como referencia sobre la cual se ordena y clasifica los países. POBREZA: Situación de una persona cuyo grado de privación se halla por debajo del nivel de una determinada sociedad considerada mínimo para mantener la dignidad. (Hegoa) ¿A qué nos referimos cuando hablamos de países en vías de desarrollo? El concepto de desarrollo no se puede definir atemporalmente, sino que adquiere significado al ponerlo en el contexto de cada época. Una fecha clave a partir de la cual el interés por el “desarrollo” empieza a tomar bastante empuje es la década de los 30, época en la que el economista argentino Paul Prebisch manifestó que las recetas de la economía convencional no eran válidas desde la perspectiva de América Latina. Al finalizar la II Guerra mundial, siguió creciendo el interés por el tema, motivado por la creación de nuevos países inducida por el proceso de descolonización. Los nuevos países emergentes mostraban dificultades para potenciar sus economías y se centraban en conseguir fórmulas para aumentar su crecimiento económico. Bajo este enfoque, se aprecia una clara relación entre desarrollo y desarrollo económico. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano 14 © Universitat Politècnica de Catalunya En cada época y en cada sociedad se ha forjado una concepción diferente de Desarrollo según las convicciones, expectativas y posibilidades predominantes en cada contexto. A principios de los años 50, el contexto social marcó decisivamente los contenidos; el debate se convirtió en un pilar para la reconstrucción del orden mundial. En la misma línea que en décadas previas, el concepto se valoraba en términos de cuantificación económica: en economía existe la especialidad del desarrollo, que analiza las causas del crecimiento económico y estudia las políticas más adecuadas para alcanzar mejores niveles de bienestar; este enfoque es entendido siempre en términos económicos. Cuando se habla de desarrollo económico, se hace referencia a la comparación entre un país y otro, en especial en aspectos como renta per cápita, crecimiento económico, producción industrial, etc. La década de los 70 estuvo ligada a las reivindicaciones del nuevo orden mundial internacional. En 1972, el club de Roma, constituido por los exmandatarios de distintos países, apeló a la conciencia, advirtiendo sobre los límites del crecimiento. Hasta entonces, nadie había planteado que el plantea no fuera capaz de soportar un crecimiento ilimitado. En la década de los 80, a se sufrió un retroceso en cuanto a las posiciones anteriores con las tendencias del denominado “consenso de Washington”. Como resultado de estos acuerdos, de nuevo se tiende al fomento de las concepciones neoliberales. Se establecieron los programas de ajuste estructural (PAE). PAE: Programas ajuste estructural Conjunto de políticas de ajuste como respuesta a la crisis de la deuda externa, con el objetivo de estabilizar las economías afectadas por la crisis y reestructurarlas de modo que pudiesen afrontar sin problema lospagos del servicio de la deuda. Los PAE se centran en eliminar el déficit de la Balanza de Pagos y el control de la inflación, para así modificar la estructura productiva a largo plazo para hacerla más eficiente en su inserción en el mercado mundial. Los PAE obedecen a una concepción extremadamente ortodoxa de la política económica. (P. Zabalo, Diccionario de acción humanitaria y cooperación al desarrollo, 2000). En los años 90 apareció un nuevo punto de inflexión en cuanto al debate sobre Desarrollo. Hasta entonces, todas las tendencias habían coincidido en los objetivos del Desarrollo, que en última instancia se refería a los niveles de industrialización y alcance de los niveles de vida alcanzados en los países ricos. A fin de cuentas se intentaba seguir las pautas de los países ricos, lo que llevaba a acabar ligando Desarrollo a crecimiento económico y aumento de la productividad (ver más abajo índices de desarrollo). Esta concepción concluía que el crecimiento económico implicaba automáticamente efectos beneficiosos sobre las poblaciones pobres mediante el proceso de “filtración hacia abajo”. Bajo este enfoque, el objetivo último era el aumento del volumen de bienes y servicios producidos. La reinterpretación de Desarrollo en este punto de inflexión, da lugar a los conceptos de Desarrollo Sostenible y Desarrollo Humano. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano © Universitat Politècnica de Catalunya 15 Desarrollo Humano Constituye otra de las teorías desarrolladas en contraposición a las del Banco Mundial, que clasificaba los países basándose en los niveles de renta por habitante. Desarrollo era igual a Crecimiento Económico, y la búsqueda de este último se consideraba suficiente para conseguir una mejora tanto económica como social. En contraposición a este enfoque, bajo el marco de Naciones Unidas, aparece el enfoque de Desarrollo Humano, que cuestiona el concepto mismo de Desarrollo que la sociedad había considerado anteriormente como deseable. En su definición, Amartya Sen1 y Desai, introducen la concepción innovadora en las siguientes líneas: • Enfoque de Desarrollo como un proceso de expansión de las capacidades de las personas, de manera que puedan elegir su modo de vida. • Cuestionan que el Desarrollo dependa fundamentalmente de la expansión del capital físico y la importancia atribuida al capital humano. En definitiva, su propuesta se centra en la ampliación de las capacidades de las personas. OBJETIVO DEL DESARROLLO El objetivo básico del Desarrollo es aumentar las oportunidades de las personas. En principio, estas oportunidades pueden ser infinitas y pueden cambiar a lo largo del tiempo. Las personas valoran “beneficios” que no se miden, o al menos no inmediatamente, a través del incremento de los ingresos económicos, como por ejemplo: mejora alimenticia, acceso a la educación, a los servicios sanitarios, viviendas más seguras, la seguridad contra el crimen y la violencia física, libertades políticas y culturales, y sentido de participación en las actividades de la comunidad El objetivo del Desarrollo es crear y adecuar el entorno para que las personas puedan disfrutarlo largamente con salud y con vidas creativas. Mahbub ul Haq Indicadores de Desarrollo Indicadores de Desarrollo Económico Se utilizan fundamentalmente dos indicadores para describir la realidad económica de un país o región: el producto interior bruto y la renta per cápita. El producto interior bruto (PIB) corresponde a la producción final total de bienes y servicios de un país o región en un año. Se cuantifica en dólares USA. Puede aproximarse por la suma del valor de todos los productos producidos menos los insumos intermedios, por lo que da una idea de la “riqueza”, entendida ésta como el valor económico que se obtendría si se vendiese toda la producción generada. Es un indicador de difícil medición que tiene un defecto intrínseco importante: sólo contabiliza los intercambios económicos controlados por el estado, no incluye ni la economía informal, ni el autoconsumo, trueque,... La Renta per Cápita (RpC) es el PIB dividido por la población, y supone una medida del ingreso, o del consumo y potencial de inversión, personal medio de un país o región. Habitualmente la RpC se presenta corregida según la Paridad de Poder Adquisitivo (PPA). La PPA es un método para medir el poder adquisitivo relativo de las monedas de diferentes países respecto de los mismos tipos de bienes y servicios. Como los bienes y servicios pueden costar más en un país que en otro, la PPA nos permite efectuar comparaciones más exactas de los niveles de vida en los distintos países. Indicadores de Desarrollo Al identificar que la renta per cápita no era una medida lo suficientemente representativa, se propusieron otros índices, como el índice de Gini. 1 Premio Nobel 1998 Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano 16 © Universitat Politècnica de Catalunya El Índice de Gini expresa el modelo agregado de distribución de la renta. Un índice uno significaría que toda la renta está en manos del grupo más favorecido. Por el contrario, un índice cero indicaría la igualdad de renta entre pobres y ricos. Por tanto, el descenso del Índice de Gini representa una distribución de renta más equitativa. En clave española, el Índice de Gini relativo a la distribución personal de la renta, varió desde un valor de 0,345 en 1993 al 0,333 resultante para el 2002. La renta de las familias españolas, en su conjunto, mejoró moderadamente su distribución en esos nueve años. Sin embargo, Sen encontró que ni el ingreso y ni el consumo de bienes brindaban la métrica adecuada para medir el desarrollo económico ni la desigualdad de la población. El grado de desarrollo debería más bien medirse en términos del desarrollo humano, ponderando el ingreso con la capacidad de generarlo y gozarlo. La ONU, en su informe anual de desarrollo humano, ha calculado estos índices para la mayoría de los países del mundo anualmente desde los años 90 y ha aportado una riqueza conceptual y de información muy superior a la que se encuentra en los informes del Banco Mundial. Sen encuentra que la desigualdad del ingreso es, además, una medida muy imperfecta de la verdadera desigualdad social. Propone medir ésta en el espacio de las competencias humanas (human capabilities), teniendo en cuenta no sólo la educación, la salud y la seguridad social, sino también los derechos sobre la propiedad, los activos sociales y la libertad para decidir, cooperar y participar en política. Las diferencias en la competencia y la libertad dan la verdadera medida de la desigualdad. Figura 1. Desigualdades entre países y entre personas de un mismo país. El Índice de Desarrollo Humano (IDH) se utiliza como medida del nivel de Desarrollo Humano. El IDH pone énfasis en dimensiones relacionadas con otros aspectos del bienestar de la población. Es una medida sintética que resume un conjunto de indicadores relativos a salud (esperanza de vida) y educación (alfabetización y escolarización), que complementan el indicador de ingreso (renta per cápita). Tanto en su metodología como en el cálculo del índice, se hacen una serie de referencias, Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano © Universitat Politècnica de Catalunya 17 por una parte, a la relación entre los distintos indicadores y, por otra, a su idoneidad para medir las oportunidades que tiene la población de un país. El índice no ha estado exento de críticas y ha sido modificado en diversas oportunidades (PNUD, 2004). Figura 2. La economía es sólo una parte del Desarrollo.Figura 3. Índice de Desarrollo Humano El IDH se sustenta en el concepto de desarrollo humano y, especialmente, en los postulados teóricos sobre los conceptos de capacidades y oportunidades del premio Nobel de Economía Amartya Sen. El desarrollo humano plantea que las personas son tanto el fin último del desarrollo como el medio para lograrlo. De acuerdo con esta visión, el desarrollo es el proceso de ampliación de las oportunidades y capacidades para vivir una vida plena. Por lo tanto, el propósito del IDH ha sido aportar información que permita examinar si los países ofrecen oportunidades e invierten en generar capacidades de sus habitantes. Cabe señalar que su estimación tiene un desfase de alrededor de dos años (por ejemplo, la estimación del índice publicada en el 2004 corresponde a información del 2002). El mismo Sen (Sen y Anand, 2000) ha señalado que el índice no logra medir en toda su magnitud las dimensiones del concepto. Parte de ello se debe a las limitaciones de la información; muchas naciones, particularmente las menos desarrolladas, no poseen datos confiables sobre los aspectos incluidos en el IDH. Para contar con ellos, un país debe tener un registro de defunciones con cobertura casi universal, un registro de la matrícula escolar y un sistema de cuentas nacionales sin subestimaciones significativas. A manera de síntesis de estos problemas, Amartya Sen ha Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano 18 © Universitat Politècnica de Catalunya manifestado que “la selección de un índice agregado es, inevitablemente, una elección trágica” (Fukuda Parr et al, 2003). Al comparar el IDH de diferentes países, se puede establecer una clasificación en la que se establece una medida de desarrollo regional. Dentro de un mismo país, también se pueden establecer diferencias en cuanto a grupos homogéneos de la población: Figura 4. Desglose del IDH por grupos, reflejo de la desigualdad. La preocupación social de Amartya Sen surgió al estudiar las hambrunas que han tenido lugar a lo largo de la historia. Con anterioridad a sus trabajos, se creía que la falta de alimentos había sido la causa de la muerte de millones de personas en Irlanda en el siglo XVIII, lo mismo que en la India, China y Etiopía en el siglo XX. Sen mostró documentalmente que en ninguno de los casos citados se había reducido la disponibilidad de alimentos. Las hambrunas se generaban en fenómenos distintos. La capacidad de la gente para disponer de alimentos se veía obstaculizada por dificultades para trabajar y generar ingreso y por la interrupción de las libertades para la movilización colectiva. Las libertades de movilización, política y de prensa fueron esenciales para la erradicación de las hambrunas. De este trabajo derivaron sus grandes contribuciones a la Economía Social: la concepción de que el ingreso y los bienes son un velo que puede impedir comprender el bienestar humano, y el papel que cumplen las competencias humanas, las libertades y derechos y las oportunidades sociales en el desarrollo del verdadero bienestar. En su libro más reciente, "Economic Development and Social Opportunity", Sen propone definir el desarrollo económico como la posibilidad de expandir las oportunidades sociales mediante el desarrollo de competencias humanas y las libertades para la gente. "El desarrollo debe girar alrededor de las personas, o no se producirá", afirma. Y para centrarse en las personas, el desarrollo no puede coartar la libertad ni en los mercados ni en la esfera política. De esta visión social surgieron políticas de desarrollo que rompieron con la tradición. La principal lección del sudeste asiático no es su acelerado crecimiento, sino la bondad de un crecimiento verdaderamente compartido y de una cuidadosa política de soporte social. Sen cree que "se ha dedicado demasiada energía a atacar la liberalización económica o a exagerar los conflictos entre Estado y mercado, y se ha olvidado centrar la atención en las implicaciones sociales de las desigualdades y la indigencia". El Estado y los mercados pueden y deben combinarse, con ortodoxia financiera y defensa a ultranza de las libertades políticas, para promover el desarrollo de las competencias humanas y las oportunidades sociales que constituyen el verdadero desarrollo. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano © Universitat Politècnica de Catalunya 19 Tecnología para el Desarrollo Humano Leer las páginas 69 a 84 del libro: Pérez Foguet, A., M. Morales y A. Sanz (2005) “Introducción a la Cooperación al Desarrollo para las ingenierías. Una propuesta para el estudio”. Ingeniería Sin Fronteras http://www.upc.edu/grecdh/pdf/ICDI_vdef_press_tapas.pdf Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 1: Desarrollo Humano y Tecnología para el Desarrollo Humano 20 © Universitat Politècnica de Catalunya Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad © Universitat Politècnica de Catalunya 21 Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2: El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad 22 © Universitat Politècnica de Catalunya Objetivos del módulo: • Tener una breve noción de la situación energética mundial. • Introducir y debatir los aspectos básicos de las necesidades de energía en los países del Sur • Conocer las implicaciones del Protocolo de Kyoto en el fomento de las Energías Renovables en países en vías de desarrollo. • Motivar la reflexión y el debate sobre la situación energética en los próximos años. • Conocer los escenarios que prevé el World Energy Assessment (WEA). • Motivar la reflexión y el debate sobre la relación entre el abastecimiento energético y la consecución de los Objetivos del Milenio de la ONU. Lectura de contenidos: ¿Qué es energía? Conceptos básicos sobre la energía. Servicios energéticos. Sistema energético. Parámetros relacionados con la energía. Consumo y fuentes de energía por países y regiones. Consumo de energía primaria. Acceso a la electricidad. Fuentes de energía en los países en desarrollo. Potenciando círculos virtuosos mediante el abastecimiento energético. ¿Es la energía importante para el Desarrollo Humano? ¿Cómo fomentar el desarrollo? Mitos y realidades en el aprovisionamiento de energía. Desarrollo Sostenible. Desarrollo Humano frente Desarrollo Sostenible, ¿un dilema? Desarrollo energético sostenible. El Protocolo de Kyoto: Mecanismo de Desarrollo Limpio. Aspectos sociales de la energía. Energía y género. Energía y salud. Proyecciones de futuro. Evolución del consumo y fuentes de energía. ¿Se prevé un mayor y mejor acceso a la energía de los países en desarrollo? ¿Cómo influirá la escasez de petróleo? Escenarios sostenibilistas. Objetivos de Desarrollo del Milenio. Ejercicio: • El rol de la energía en el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo del Milenio. Materiales complementarios y bibliografía: • AIE (2004), World Energy Outlook 2004. Agencia Internacional de la Energía, París. Disponible en http://www.worldenergyoutlook.org/2004.asp [Fecha de consulta: 24/07/2008] • AIE (2006), World Energy Outlook 2004. Agencia Internacional de la Energía, París. Disponible en http://www.worldenergyoutlook.org/2006.asp [Fecha de consulta: 24/07/2008] • AIE (2003), Key World Energy Statistics from the IEA (2003 edition). Agencia Internacional de la Energía. London. Disponible en http://www.iea.org/ [Fecha consulta: 27/01/2006]. Disponible la versión2007 en http://www.iea.org/Textbase/publications/free_new_Desc.asp?PUBS_ID=1199 • AIE (2002), World Energy Outlook (WEO) 2002. Agencia Internacional de la Energía. París. Disponible en http://www.iea.org/textbase/nppdf/free/2002/energy_poverty.pdf [Fecha de consulta: 24/07/2008] • AGNU (2000). Declaración del Milenio de las Naciones Unidas. Asamblea General de las Naciones Unidas, A/RES/55/2. • DFID (2002). Energy for the poor. Underpinning the Millenium Development Goals. Department For International Development, DFID. Reino Unido. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad © Universitat Politècnica de Catalunya 23 • ITDG (2002) Technical brief – Biomass. Intermediate Development Group. Reino Unido. http://www.itdg.org/docs/technical_information_service/biomass.pdf • Pérez Foguet, A., Morales, M., Sanz, A. (2005) Introducción a la Cooperación al Desarrollo para las ingenierías. Una propuesta para el estudio. Ingeniería Sin Fronteras. Disponible en http://www.upc.edu/grecdh/cas/publicacions.htm • PNUD (2000). World Energy Assessment (WEA). Energy and the challege of Sustainability. Plan de las Naciones Unidas para el Desarrollo. Disponible en http://www.undp.org/energy/activities/wea/drafts-frame.html [Fecha de consulta: 24/07/2008] • PNUD (2004), World Energy Assessment. 2004 update. PNUD. Disponible en http://www.undp.org/energy/docs/WEAOU_full.pdf [Fecha de consulta: 24/07/2008] • PNUD (2005). Achieving MDG: the role of energy Disponible en: http://www.undp.org/energy/ [Fecha de consulta: 24/07/2008] • UN-Energy (2005). The Energy Challenge for Achieving the Millennium Development Goals. UN-Energy. Disponible en http://esa.un.org/un-energy/pdf/UN-ENRG%20paper.pdf [Fecha de consulta: 24/07/2008] Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad 24 © Universitat Politècnica de Catalunya ¿Qué es energía? Conceptos básicos sobre la energía Definir la energía de forma fundamental es difícil. La definición del diccionario de la Real Academia Española nos dice: “Toda causa capaz de transformarse en trabajo mecánico” • Si elevamos una masa, tenemos que aplicar una fuerza durante todo el recorrido hasta que alzamos la masa al lugar deseado. Así habremos hecho un trabajo que quedará almacenado en la posición que ocupa ahora la masa. • Si la soltamos, la masa cae y devuelve la energía almacenada. Pero en realidad no nos interesa la energía en sí misma sino los servicios que podemos obtener disponiendo de energía. Figura 5. ¿Para qué queremos la energía? Así, podemos percibir a nivel personal la energía que necesitamos para vivir “unas 1.000 – 1.200” calorías (en realidad kilocalorías), la que necesitamos para subir una escalera, acarrear un peso, hacer ejercicio, etc. Podemos ver en los alimentos la energía que nos proporciona cada uno de ellos. También podemos ver en la factura de la compañía eléctrica la energía (en kWh) que hemos gastado en el suministro eléctrico de nuestro hogar, para iluminación, calefacción-refrigeración, lavadora, etc. A esa energía habrá que añadir la necesaria para llevar el agua hasta nuestro domicilio, factor que a veces no tenemos en cuenta. Todas nuestras actividades conllevan un gasto de energía, también las que realizamos en el trabajo. Esta energía la contamos en calorías, kWh o magnitudes mayores. Una tonelada equivalente de petróleo son 10.000 millones de calorías. A partir de los servicios que obtenemos de la energía, o al revés, de la energía que necesitamos para obtener un determinado servicio o realizar una determinada actividad, enlazamos la energía con el desarrollo humano. El acceso a la energía es un factor clave para el desarrollo, como veremos, en la medida que genera oportunidades para llevar a cabo actividades de supervivencia, productivas, de servicios, etc. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad © Universitat Politècnica de Catalunya 25 Unidades de medida La unidad del sistema internacional para la medida de la energía es el julio (J). También se utilizan habitualmente otras unidades (como la caloría o el kWh), por lo que conviene conocer sus equivalencias. El kilovatio-hora, kWh, suele utilizarse al hablar de energía eléctrica. Tabla 1. Equivalencias entre unidades de trabajo o energía Unidad J kWh kcal CV-h BTU 1 Julio J 1 2,778 × 10-7 2,389 × 10-4 3,774 × 10-7 9,48 × 10-4 1 kilovatio hora kWh 3,6 × 106 1 860 1,358 3.413 1 kilo caloría kcal 4.186 1,163 × 10-3 1 1,58 × 10-3 3,969 1 Caballo de vapor – hora CV-h 2,65 × 106 0,736 633,1 1 2.512 1 British thermal unit BTU 1.054,8 2,93 × 10-4 0,252 3,98 × 10-4 1 Los múltiplos y submúltiplos de unidades se pueden designar anteponiendo prefijos a los nombres de unidades. Al utilizar un símbolo de unidad que es idéntico al símbolo del prefijo, debe prestarse atención para que no se originen confusiones. Tabla 2 Múltiplos y submúltiplos de unidades Orden de magnitud Prefijo Símbolo Orden de magnitud Prefijo Símbolo 1018 exa- E 10–1 deci- d 1015 peta- P 10–2 centi- c 1012 tera- T 10–3 mili- m 109 giga- G 10–6 micro- µ 106 mega- M 10–9 nano- n 103 kilo- k 10–12 pico- p 102 hecto- h 10–15 femto- f 101 deca- da 10–18 atto- a Ejemplos: 1 kcal = 103 calorías = 1.000 calorías; 1 TJ (1 tera julio) = 1012 J (julios) 1 kcal = 4.186 J = 0,00163 kWh = 0,00158 CV-h = 3,969 BTU 1 GJ = 109 J = 109 x 2,778 × 10-7 kWh = 277,8 kWh = 0,2778 MWh El julio es una unidad muy pequeña cuando se trata de hablar de la energía consumida por un país o región en un tiempo dado, por ejemplo en un año. Por este motivo se utilizan múltiplos, como el Giga: 1 GJ = 109J. También es muy habitual en el campo macroeconómico utilizar la tonelada equivalente de petróleo, que en la literatura anglosajona es tonne of oil equivalent (toe), la tonelada equivalente de carbón (tec) o el barril de petróleo. Tabla 3. Macrounidades energéticas Unidad cal Termia Tcal GJ GWh tec tep b. petróleo 1 Termia 1,0 x 106 1 1,0 x 10-6 4,186 x 10-3 1,16 x 10-6 1,43 x 10-4 1,0 x 10-4 7,57 x10-4 1 Tera caloría Tcal 1,0 x 1012 1,0 x 106 1 4.186 1,16 142,9 100 757,3 1 Giga Julio GJ 2,39 x 108 238,9 2,39 x 10-4 1 2,78 x 10-4 0,034 2,389 x 10-2 0,181 1 Giga vatio-hora GWh 8,6 x 1011 860.010 0,860 3.600 1 122,9 86,0 651,3 1 t.e. de carbón tec 7,0 x 109 7.000 0,007 29,3 8,14 x 10-3 1 0,70 5,301 1 t.e. de petróleo tep 1,0 x 1010 10.000 0,010 41,86 1,163 x 10-2 1,429 1 7,573 1 barril petróleo 1,32 x 109 1.320,5 0,001 6 1,535 x 10-3 0,19 0,1321 1 1 barril de petróleo equivale a 42 galones USA (158,9 litros). 1 barril/día = 48,2 toneladas/año Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad 26 © Universitat Politècnica de Catalunya 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Mundo OCDE EE.UU. y Canadá Unión Europea China Ec. en transición América Latina Oriente Medio Resto de Asia India África Indonesia Millones de barriles de petróleo diarios (2002) Figura 6. Ejemplo de consumo de petróleo por países o regiones. Fuente de datos: World Energy Outlook (AIE, 2004). Ejemplo: En 2002, la demanda mundial de energía fue de 10.345 millones de toneladas equivalentes de petróleo. Ello no quiere decir que todo el consumo proviniese del petróleo, sino que toda la energía primaria consumida a nivel mundial se ha transformado en una unidad de energía equivalente. El consumo real de petróleo fue de 3.676 toneladas (unos 76 barriles diarios), lo que supuso un 35,5 % de la demanda mundial de energía. Antes de proceder al análisis del consumo energético, es necesario clarificar algunos términos. Energía primaria Esla energía tal y como se presenta en la naturaleza. Puede encontrarse en muy diversas formas, por ejemplo: Energía química contenida en los combustibles fósiles (carbón, petróleo o gas natural) o en la biomasa. Energía potencial del agua en un embalse o pantano. Energía cinética del viento. Energía electromagnética de la radiación solar. Energía nuclear liberada en las reacciones nucleares. Energía térmica contenida en un yacimiento geotérmico. En su mayor parte, la energía primaria no se utiliza directamente, sino que se transforma en lo que se conoce como energía final. Energía final Es la energía transportada y distribuida al punto de uso final, por ejemplo: la gasolina en la estación de servicio, el gas en la válvula de conexión, el gas licuado en la bombona, la electricidad en el enchufe o la leña acumulada en el granero. En el caso de la leña o el gas, la energía final es energía primaria prácticamente sin transformar. El sector energético es aquel sector de la actividad productiva que transforma la energía primaria en energía final. Por ejemplo: la extracción de petróleo, refino y distribución de los productos derivados. El último paso en la transformación de la energía es su conversión a energía útil. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad © Universitat Politècnica de Catalunya 27 Energía útil Los equipos o aparatos, como maquinaria, vehículos, luminarias, cocinas, etc., transforman la energía final en energía útil, generalmente en forma de trabajo o calor. Se mide, por ejemplo: el par motor suministrado en el eje del motor de un vehículo o de un motor eléctrico el calor que suministra un radiador doméstico la luminosidad de una bombilla Figura 7 Ejemplo de transformación de energía primaria en energía útil. Fuente: elaboración propia. Servicios energéticos La aplicación de la energía útil proporciona servicios energéticos, por ejemplo: domésticos: una habitación caldeada y/o iluminada o una comida cocinada productivos: un cultivo secado o un acero (u otro producto) fabricado movilidad: un automóvil en movimiento o el transporte de un lugar a otro de personas o mercancías servicios: un centro de salud, una escuela, un comercio o un hotel en funcionamiento Los servicios energéticos son el resultado de la combinación de varias tecnologías, infraestructuras (capital), trabajo (conocimientos y habilidades o know-how), materiales y energía primaria. Cada una de estas entradas tiene un precio y es parcialmente substituible por otra. Desde la perspectiva del consumidor, lo que es importante es el valor económico o el provecho que se deriva de tales servicios. Los consumidores normalmente no se preocupan de las actividades que se requieren previamente para producir los servicios energéticos de los que disfrutan. Sistema energético Un sistema energético está formado por un sector que suministra energía o "sector energético" (proporciona energía final a partir de la energía primaria) y por las tecnologías de uso final de la energía (transformación de la energía final en servicios energéticos). Su objetivo es el de proporcionar al usuario final los beneficios que ofrece la energía. En el esquema de la Figura 8, el servicio energético es la producción de acero. Ésta se lleva a cabo, en el caso ilustrado, a través de la tecnología de horno de arco eléctrico y la producción de electricidad a partir de carbón. Tanto las tecnologías usadas, como la fuente de energía primaria son substituibles por otras. La electricidad, por ejemplo, podría producirse a partir de fuentes renovables de energía. Energía primaria Energía final Energía útil Biomasa natural La leña El calor y la luz del fuego Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad 28 © Universitat Politècnica de Catalunya Figura 8. Ejemplo de sistema energético desde la extracción hasta los servicios. Fuente: WEA (PNUD, 2000) Parámetros relacionados con la energía Potencia Es la cantidad de energía producida o consumida por unidad de tiempo. La unidad del sistema internacional para la potencia es el vatio (1 W = 1 J/s). Flujo de Potencia Representa la potencia por unidad de superficie y se mide en W/m2. Por ejemplo: la irradiación solar (energía procedente del sol por unidad de tiempo y de superficie) en un punto sobre la superficie terrestre en un momento determinado es de 900 W/m2. Densidad de Energía Representa la cantidad de energía en función del volumen, de la masa o de la superficie. Ejemplos: La energía de un barril de petróleo (158,9 litros) es de 4.392 kWh. Su densidad de energía es, entonces, de 27.640 kWh/m3. El promedio anual de irradiación solar diaria que incide sobre nuestras latitudes es de 4,5 kWh/m2. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad © Universitat Politècnica de Catalunya 29 La ventaja que ofrecen los combustibles fósiles sobre otras fuentes de energía, a nivel de usuario, y sin contar precios, es su alta densidad energética. Eficiencia energética Toda transformación energética, por ejemplo de energía primaria a energía final o de energía final a energía útil comporta un determinado rendimiento (energía que se obtiene sobre la energía que se consume). En las aplicaciones de uso final, se puede medir la eficiencia energética a partir de la cantidad de servicios o de energía proporcionada por unidad de energía consumida. Un incremento en la eficiencia energética permite a los consumidores obtener más servicios energéticos para la misma cantidad de energía final consumida o bien consumir menos energía para obtener los mismos servicios energéticos. Aumentar la eficiencia energética es uno de los objetivos principales de las políticas que fomentan el desarrollo sostenible. Tabla 4. Eficiencia energética de los diferentes medios de transporte de viajeros Ranking de eficiencia energética Tipo de transporte Gasto energético* Índice relativo Observación Bicicleta 0,06 1 Muy eficientes A pie 0,16 2,7 Muy eficientes Autocar de dos pisos 0,17 2,8 Muy eficientes Tren de cercanías 0,35 5,8 Eficientes Minibús 0,47 7,8 Eficientes Autocar de línea 0,50 8,3 Eficientes Autobús urbano 0,58 9,7 Eficientes AVE 0,62 10 Eficientes Tren exprés rápido 0,66 11 Eficientes Coche gas-oil < 1.4 2,26 38 Poco eficientes Coche gasolina < 1.4 2,61 43 Poco eficientes Coche gas-oil 1.4 – 2.0 2,76 46 Poco eficientes Avión Boeing 727 2,89 48 Poco eficientes Coche gasolina 1.4 – 2.0 2,98 50 Poco eficientes Coche gas-oil > 2.0 3,66 61 Muy poco eficientes Coche gasolina > 2.0 4,66 78 Muy poco eficientes (*) En MJ de energía primaria por viajero y kilómetro Ejemplo: Supongamos que el servicio que necesitamos es ir de casa al trabajo, para lo que necesitamos desplazarnos 15 km. El gasto de energía primaria, para obtener el mismo servicio es, en MJ, aproximadamente de 5,3 en tren de cercanías, 7,5 en autocar de línea, 34 en un pequeño utilitario de gasolina y de unos 70 en un gran todo terreno de gasoil. La eficiencia energética es muy diferente según la tecnología utilizada. Si vamos 4 personas, haciendo el mismo trayecto en el mismo utilitario, aumentamos la eficiencia hasta un valor próximo al del autocar de línea 34/4 = 8,5 MJ/km/pasajero. Biomasa como fuente energética en países en desarrollo MÓDULO 2. El rol de la energía en el desarrollo humano y la sostenibilidad 30 © Universitat Politècnica de Catalunya Intensidad energética Es el cociente entre el consumo de energía y una determinada cantidad. Normalmente se refiere al consumo de energía primaria por unidad de producto interior bruto (PIB). En este caso,
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