Un problema sobre el cambio climático: tres amigas

Voy a proponer a modo de ejemplo didáctico un problema, con la estructura de aquellos problemas escolares que teníamos que resolver de críos.

ENUNCIADO: Sabela, Iria y Xiana son tres compañeras de trabajo solteras de la Facultade de Xeografía e Historia da Universidade de Santiago.

CUESTIÓN: ¿Cuál es la que menos contribuye, a lo largo de su vida diaria, al cambio climático?

DATOS:
– Sabela es la urbanita. Vive en el mismo Santiago, a un kilómetro escaso de la facultad. Vive en un 5º piso de 100m² y tiene un León (el coche, digo).
– Iria es la comprometida. Para vivir cerca de la naturaleza, se ha hecho construir una casa (lo que en España se conoce como «chalet», aunque un chalet es otra cosa, un tipo de construcción alpina característico por su cubierta a dos aguas con fuerte pendiente y cuya estructura es de madera sobre un zócalo de mampostería) de 160m² en la Urbanización Las Mimosas, en la que ha instalado 8m² de paneles solares y se ha comprado un Prius.
– Xiana es la rural. No quiere la pseudonaturaleza de una urbanización sino el contacto verdadero con el campo. Sigue viviendo en la casa de su familia, en Vedra. Es una casa antigua de también 160m². En el garaje, tiene un coche muy popular en el rural, un Montero (Pajero, para mercados no hispanos 🙂 ).

CÁLCULOS:
Vamos a calcular las emisiones de CO2e anuales imputables en los principales ámbitos de consumo energético doméstico.

Electricidad:
Por facilitar las cosas, vamos a suponer que las tres tienen el mismo consumo eléctrico, de pongamos unos 100 kW*h al mes, que hacen 1,2 MW*h al año (que es un poco más de la media española, que está en 0,99 MW*h). Sabemos que el mix de generación español es de los más descarbonizados del mundo (nuclear, hidráulica y eólica se bastan en muchos momentos para cubrir la demanda), de 0,298 kgCO2/kW*h, así que las emisiones imputables son de 358 kg de CO2 debido a su consumo eléctrico.
Este sería el consumo de Sabela y Xiana, pero hemos dicho que Iria instaló unos paneles solares en su casa. Los datos son: 3m² de paneles policristalinos de 500Wp, que puestos en Santiago con un azimut óptimo dan una producción de unos 600kW*h al año. Es decir, que Iria sólo consume de la red la mitad de la energía que sus amigas, y la otra mitad es producida por sus paneles. ¿Sin emisiones? De ninguna manera, la fabricación de esos paneles (exactamente, de las células que luego se ensamblarán en los paneles) es un proceso muy intensivo en energía. Suponiendo una TRE = 3 (aquí bailan los números una barbaridad según el perímetro energético considerado) y que son fabricados en China, país con un sistema eléctrico aún muy basado en el carbón (0,62 kgCO2/kW*h), obtenemos que:
– los 0,6 MW*h que consume de la red suponen 179 kg de CO2.
– los otros 0,6 MW*h producidos por sus paneles, suponen arrojar a la atmósfera 124 kg de CO2 en la otra punta del planeta en su proceso de fabricación (parte correspondiente a haber distribuido las emisiones de su fabricación durante toda la vida útil del panel).

Por lo tanto, los resultados en este epígrafe son los siguientes:
Sabela: 358 kg de CO2e
Iria: 179+124= 303 kg de CO2e
Xiana: 358 kg de CO2e

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Calefacción:
Una vez lograda la temperatura deseada, el consumo energético en calefacción es función de la superficie de intercambio (paredes, techo y suelo) y de la resistencia térmica de estas superficies.
Tanto Sabela como Iria calientan sus viviendas con una caldera individual de gas natural, mientras que Xiana, en el pueblo, recurre a una de gasóleo.
Pongamos como dato que Sabela logra mantener su piso caliente con unos 5,1 MWh de energía (la media española). Pero Sabela tiene vecinos tanto por arriba, como por abajo, como por los lados, que mantienen sus casas a una temperatura aproximadamente pareja a la de Sabela. Por lo tanto, superficies de intercambio en su casa son sólo los tabiques exteriores (fachada y patio de luces). Sin embargo, las casas de Iria y Xiana están expuestas a la intemperie en todos los frentes, así que la superficie de intercambio es mucho mayor (además de que tienen un mayor volumen que calentar, que sólo sería transitorio y, de todas formas, se solucionaría dejando habitaciones cerradas). Podemos suponer que la calidad del aislamiento en la casa de Iria es similar a la del piso de Sabela, ambos de nueva construcción. Pero la casa del pueblo de Xiana no está bien aislada, y las pérdidas de calor son mayores. Aunque no tanto como podría parecer, ya que las construcciones tradicionales usaban muros masivos de piedra y pequeños vanos cerrados durante la noche por un invento maravilloso que, en las nuevas construcciones se ha desechado: las contraventanas. Así que quizá se dé la paradoja de que el «chalet» pijo moderniqui de Iria, con amplias cristaleras y ventanales, muy luminoso, tenga una resistencia térmica inferior a la vieja casa de aldea de Xiana, a poco que la haya arreglado un poco (carpintería nueva…). Como para determinarlo tendríamos que visitar sus casas, vamos a dejarlo en empate y que ambas consumen unos 12 MWh al año de energía (vez y media más lo que un piso, desde luego no es un cálculo exagerado).

Vamos a suponer una eficiencia de las calderas de gas natural del 96% (una caldera de evaporación), y del 92% para la de gasóleo. El PCS del metano es de 9,02 kWh/m³, mientras que el PCI del gasóleo es de 9,98 kWh/l. Sabemos también que los factores de emisión del metano y del gasóleo de calefacción son, respectivamente de 1,7 kgCO2/m³ y 2,64 kgCO2/l

Sabela: 5,1 MWh –> 589 m³ de gas natural –> 1.001 kg de CO2e
Iria: 12 MWh –> 1.389 m³ de gas natural –> 2.356 kg de CO2e
Xiana: 12 MWh –> 1.307 l de gasóleo C –> 3.450 kg de CO2e

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Transporte:
Aquí es totalmente determinante la residencia. Sabela vive en el casco urbano, Iria en una urbanización a 8km del centro (donde se encuentra su centro de trabajo) y Xiana en un pueblo a 17km. Supongamos que las tres hacen 5.000 km al año en trayectos de ocio (a la playa…). Pero Iria, al tener que acudir a trabajar en coche, ya hace unos 3.670 km más. Pero no es sólo el trabajo; para hacer la compra, recoger a su crío del cole, ir al teatro o a tomar unas birras con los amigos, para todo tiene que coger el coche. No me parece descabellado añadirle otros 5.000 km más sólo en estos menesteres cotidianos. Y por el mismo motivo, no parece excesivo añadir 10.000 más a Xiana.

Así las cosas, la tabla resumen sería:

Sabela: 5.000 km en un Seat León 2.0 TDI 150CV (110 g/km) –> 550 kg de CO2e
Iria: 10.000 km en un Toyota Prius+ 1.8 (96 g/km) –> 960 kg de CO2e
Xiana: 15.000 km en un Mitsubitshi Montero 3.2 DI-D (216 g/km) –> 3.240 kg de CO2e

Bien pensado, a Sabela deberíamos sumarle la energía consumida por el ascensor de su comunidad. Sin embargo, el ascensor es un mecanismo de poleas y contrapesos muy eficiente energéticamente (basta con un motor de 4,5kW para moverlo). Pongamos que el 4º piso de Sabela está a 10m, la energía para subir los 50kg de Sabela son unos 5.000 J, sean unos 5.500 de electricidad consumida. Que tenga que subir y bajar 8 veces en el día: unos 16 MJ. Es decir, unos 4,46 kW*h de electricidad imputables a vivir en un piso, que supone 1,32 kg de CO2 más a contar. Es decir, Sabela pasa de tener una emisiones imputables de 550 kg a 551 kg de CO2 en concepto de transporte.

También cabría hacerse un par de preguntas sobre el dato de Iria. Yo he cogido las emisiones homologadas, pero todos sabemos que los híbridos son vehículos especialmente diseñados para salir bien en la foto de homologación: realizan el ciclo con las baterías llenas. Pero si tomásemos datos no del primer ciclo, sino del 10º, las baterías ya se habrían descargado y el motor tendría que subir el régimen para cargarlas, aumentando emisiones y consumos. Por ello, creo que sería más realista considerar unas emisiones similares a las del León (algo más en carretera, algo menos en ciudad), lo cual nos obliga a corregir la cifra final de Iria en concepto tranporte a 1.100 kg de CO2e. Podríamos discutir también las emisiones imputables a la fabricación de las baterías, según sean de Ni-Cd, de Ni-MH, de LiFePO4 o de LiCoO2 , el cual es un añadido al motor térmico nada despreciable (tanto en peso, como en emisiones imputables, como en unas consecuencias ecológicas y sociales de las que no se suele tratar para no fastidiar el mito del «vehículo ecológico»).
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TOTAL: electricidad + calefacción + transporte
Sabela = 358 + 1.001 + 551 = 1.910 kg de CO2e
Iria = 303 + 2.356 + 960 = 3.619 kg de CO2e
Xiana = 358 + 3.450 + 3.240 = 7.058 kg de CO2e

Conclusión: al final es Sabela, la urbanita que detesta el campo, tiene miedo a las vacas y pavor a las arañas, y se la trae al pairo lo del cambio climático, la que tiene (de largo) un estilo de vida más sostenible. Curiosa e interesante paradoja.

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DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS:

De estos supuestos que considero bastante realistas (quizá me he excedido un poco en la calefacción, con consumos propios de zonas más frías, supongamos que en vez de trabajar en la Uni de Santiago, trabajan en la de León), se pueden extraer algunas conclusiones provechosas.
A pesar de que todo el mundo pone el acento en la generación de electricidad (energías renovables y demás), lo cierto es que el grueso de emisiones domésticas de CO2 corresponden a la calefacción y el transporte (me quedaría por calcular la cocina y el ACS, pero podemos suponerlas iguales en los tres casos).

Otra conclusión es que Iria, la ecológicamente consciente y comprometida, es imbécil. Una imbécil de tomo y lomo, que con sus placas solares y su Prius acaba emitiendo casi el doble de gases de efecto invernadero que su amiga que pasa totalmente de rollos medioambientales. Eso sí, su conciencia está satisfecha y ufana como gato después de un atracón y aún la muy estúpida dará la murga al resto de su entorno de lo muy responsable que es y lo concienciada que está, poniéndose a sí misma como ejemplo.

Y de lo que no cabe duda es que es absolutamente insostenible (no sólo ecológica, sino económicamente) tener a población residiendo en el extrarradio, pero cuyo puesto de trabajo está en la gran ciudad (y he puesto la distancia de Vedra a Santiago, que son 17km, pero Parla está a 32km de Madriz y Sabadell a 25km de Barcelona). Claro que Parla o Sabadell pueden ser servidas por transporte público, mientras que una pequeña aldea o una urbanización es mucho más difícil (a lo sumo habrá unos pocos horarios que no le vienen bien a nadie).

La conclusión principal es, por lo tanto, la necesidad de aumentar la densidad de los núcleos de población, y su tamaño hasta el límite de que los trayectos puedan ser realizados a pie o en bici (de 100.000 a 300.000 habitantes). Erradicar como una plaga las viviendas unifamiliares (chaletes, urbanizaciones, adosados con su backyard…) en favor de soluciones mucho más eficientes energéticamente y que no usurpen un bien tan preciado como el suelo, alterando, degradando, destruyendo los medios rural y natural. Cabe subrayar también la dificultad (=ineficiencia) de dar servicio de transporte público y los suministros de agua, electricidad y telefonía en un hábitat disperso (kilómetros de cobre para llegar a todas las casas…). Y fijar en las aldeas sólo la población que tiene en el entorno su lugar de trabajo (actividades agrosilvopastorales, que se dice). La principal explicación de que Xiana siga viviendo en la casa de los abuelos es el coste de un piso en Santiago (y recordemos los datos, Xiana emite más de 3 veces y media tanto CO2 como su amiga urbanita, imaginad multiplicar las emisiones x3,6 para satisfacer el gusto de ver las vaquitas pastando desde la ventana).

Y aquí llegamos a la reflexión central de toda esta sábana: el aberrante precio de la vivienda distorsiona la asignación de recursos, dedicando las familias una cantidad injustificable de energía al transporte porque económicamente les resulta rentable residir a decenas (conozco casos que a cientos, usando el AVE como si fuera el metro) de kilómetros de su lugar de trabajo. Debido a la distorsión, a una familia le puede resultar económicamente rentable, pero convierte a una sociedad en (energética y, por lo tanto, económicamente) ineficiente (y, por lo tanto, poco competitiva). Y a escala planetaria, es cavar más hondo nuestra propia tumba.

Otro conclusión evidente es que los todoterrenos… deben ser también exterminados de las carreteras y restringidos a su hipotético uso fuera del asfalto. En cuanto a los SUV, todocaminos y resto de coches con apariencia campera pero que jamás van a salir de él (con neumáticos asfálticos de perfil bajo es ridículo sólo el pensarlo) habrá que exterminar también a quien los diseñó, a quien los puso de moda, y a la panda de imbéciles que la copiaron. Quien quiera seguir modas, que se deje barba o lleve las botas desatadas, pero no envenene más la atmósfera con sus tonterías.

Finalmente, vemos que alicatar el tejado de paneles fotovoltaicos no cambia gran cosa el panorama de emisiones, ni convierte en sostenible un modelo que no lo es. Eso sí, de cara al vecindario es quizá más efectista incluso que comprarse un jersey en una tienda de comercio justo.

Para terminar, quisiera remarcar la necesidad de hacer números, aunque sea a grosso modo, en vez de sacar la lengua a pastar. Estamos ahogados en palabrería que contamina el debate especialmente en cuestiones que pueden ser perfectamente cuantificables, como la presente. Saquemos punta al lápiz, encendamos la calculata y trabajemos sobre datos, y no sobre exposiciones de buenas intenciones y mejores deseos.

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COMENTARIOS:

Un ejercicio muy interesante puede ser ir cambiando ciertos parámetro para ver cómo afectaría al total, para saber dónde realmente compensa invertir en reducción de emisiones.

– Por ejemplo, podemos sugerirle a Xiana que se compre un coche convencional como el de Sabela. Sólo con eso, Xiana pasaría de emitir 3.240 kg de CO2 a emitir 1.650 kg al año. La mitad, y eso sin considerar el menor consumo de neumáticos (porque a un Montero sí que le tienes que poner al menos neumáticos mixtos, con compuestos más blandos y una vida mucho más corta).

– He dibujado a Iria como la pijiprogre ecolojeta (cada vez más común), para mostrar la paradoja del imbécil que escoge el camino de comprar cacharradas tecnológicas vendidas como «verdes» en vez de usar el cerebro y simplemente reducir sus necesidades energéticas. En una vuelta de tuerca de este postureo, supongamos que Iria decide deshacerse de su Prius y comprarse un eléctrico puro: el Nissan Leaf.

Bueno, el Leaf tiene un consumo medio de 20,4 kWh/100km. Me figuro que este dato será al enchufe, es decir, una vez tenidas en cuenta las eficiencias de carga y descarga, así que no las considero. Como sabemos la media de emisiones del mix español, obtenemos que sus emisiones imputables son de 60,8 gCO2/km. Un poco más de la mitad que el León o el Prius. Con su nuevo coche, el colmo del postureo ecolojeta, la imbécil redomada de Iria emitiría… 608 kg de CO2 al año en transporte. ¡Aún siguen siendo más que las emisiones de Sabela!

En realidad, habría que afinar más el estudio ya que si la carga es nocturna, podría aprovecharse de que la demanda se completa con las nucleares y poca cosa más. Pero es que estamos seguros de que un personaje como Iria… ¡está radicalmente en contra de las nucleares! De hecho, es el capítulo número uno de su credo jiliprogre. El número cero, el prefacio, el índice.

De todas formas, ante una generalización del vehículo eléctrico, se aplanaría la curva de demanda teniendo que cubrirla con tecnologías de combustión también en las horas nocturnas, desactivando esa ventaja. Y ahora sí que tendríamos que considerar el balance de emisiones imputables de suprimir el motor térmico y sustituirlo por un eléctrico y un enorme paquete de baterías. Aún las cifras son muy controvertidas (incluso más que en el caso de la fotovoltaica, lo cual quiere decir que hay mucha publicidad y poco estudio serio) en este aspecto.

– Otro cambio que podemos sugerir es el de sustituir la caldera de calefacción por una bomba de calor (un aire acondicionado haciendo funcionar el ciclo en sentido inverso, bombeando calor del exterior al interior). Vamos a suponer que instala un equipo con un COP (eficiencia) de 2,5, me curo en salud poniendo uno bastante normalucho (las marcas proclaman eficiencias mucho más altas, 3,5 como poco).

Tomemos el caso de Xiana, que es quien tiene unas emisiones mayores en este concepto (debido a vivir en una casa y usar una caldera de gasóleo, especialmente la primera). Las necesidad energética es la misma, 12 MWh, pero exigen retirar de la red eléctrica sólo 4,8 MWh. Lo cual supone reducir las emisiones asociadas de 3.450 kg a 1.430 kg de CO2. ¡Ya es menos de la mitad! Parece que, en este caso, sí que la electrificación de la calefacción sí que tiene sentido. Con todo, la urbanita Sabela sigue, sin proponérselo, teniendo unas emisiones un 40% inferiores (y también ella se podría beneficiar de la reducción con el cambio a una bomba de calor).

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