¿Qué es el combustible fósil? La energía que se obtiene de la materia orgánica

Las personas necesitamos energía para poder llevar a cabo muchas de las actividades que desarrollamos, desde calentar nuestro hogar en los meses de frío a poder desplazarnos gracias a algún medio de transporte. En el tejido industrial, su uso abarca desde segmentos que han sido, siempre, consustanciales a la evolución humana, como la agricultura, hasta las modernas fábricas que producen en serie toda clase de aparatos de tecnología, de automoción o de consumo en general.

De las energías renovables a las fósiles

Existen dos tipos de fuentes de energía desde el punto de vista de su procedencia. Por un lado, están las renovables, cuyo crecimiento está siendo muy importante especialmente en los últimos años, contribuyendo a la sostenibilidad del planeta. Se caracterizan porque se reemplazan con el uso del tiempo, es decir, que tienen una vocación de permanencia, no causando por regla general, un deterioro en el medioambiente y en los ecosistemas. Los parques eólicos, los solares o los basados en la energía hidráulica o en la mareomotriz son algunos ejemplos. En España por ejemplo, según los datos de la Asociación de Empresas de Energías Renovables (APPA), basados en las estadísticas del Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico (MITECO), las energías renovables representan alrededor del 15% del consumo total tanto de hogares como de industrias, por delante de otras como la nuclear o las basadas en el carbón, pero, todavía, muy lejos del gas natural y del petróleo.

Por otro lado, las fuentes no renovables tienen el problema de que su uso es finito, por lo que están amenazadas permanentemente por el riesgo de desaparición si se produce una sobreexplotación continuada. Esta realidad provoca, con frecuencia, una tendencia hacia el incremento en el precio del petróleo, de manera que a mayor coste, se desincentiva su empleo. Dentro de esta tipología, se engloban los combustibles fósiles, que se basan en los depósitos de organismos fósiles que en algún momento del pasado estuvieron vivos. Gracias a un proceso que se extienden durante varios siglos, se conforma el combustible fósil a través de las uniones que se producen entre el carbón y el hidrógeno a partir de la descomposición de la materia orgánica, es decir, de todos aquellos restos de plantas o animales que tras morir se han ido transformando por la acción de la propia naturaleza.

Los tipos de combustibles fósiles

En general, se pueden clasificar los combustibles fósiles en tres: carbón, petróleo y gas natural. El carbón se origina a lo largo de varios millones de años por el depósito en la tierra de materia vegetal, que, de manera paulatina, se compacta y se calienta. Suele extraerse de las minas. En las últimas tres décadas, su uso en especial en los países desarrollados, ha caído, en favor del petróleo o del gas natural, aunque aun así desde mediados del siglo XX hasta hoy, su consumo mundial se ha duplicado con China e India a la cabeza. Es probablemente el combustible fósil más abundante, y se estima que al ritmo actual el planeta todavía posee reservas para, al menos, los próximos 200 años.

Por su parte, el petróleo tiene su origen en los restos de microorganismos marinos que se acumulan en el fondo de los océanos. En un proceso lento pero constante que se puede extender durante varios millones de años, estos materiales se depositan en rocas, en las que el petróleo, más adelante, se extrae por medio de las plataformas de explotación, transformándose mediante un proceso de refinamiento. Es decir, el crudo del petróleo es una mezcla de hidrocarburos desde el más sencillo (CH4, metano), hasta especies complejas con 40 átomos de carbono, pero se tiene que transformar a través de un procedimiento de destilación fraccionada para ser útil.

Se puede encontrar a distintas profundidades de los mares, desde los 600 metros hasta los 5.000 metros. El problema principal es que tanto su extracción como su utilización provocan elevados niveles de polución. Entre los usos más frecuentes del petróleo cabe destacar el de combustible doméstico e industrial, el de carburante y lubricante, y como materia prima básica en la industria petroquímica. De hecho, hoy, es responsable de alrededor del 60% de los productos químicos que proceden de esta industria, como son los casos del plástico, de los explosivos, de muchos disolventes, de abonos o de anticongelantes, por citar algunos ejemplos.

Finalmente, el gas natural es un recurso fósil gaseado también muy abundante y, en general, limpio, si se le compara con el petróleo o con el carbón. Su origen es el mismo que el del petróleo (el depósito de microorganismos marinos), aunque a diferencia del ‘oro negro’ se comenzó a utilizar masivamente hace apenas tres décadas. Consiste, fundamentalmente, en metano que queda comprimido en las grandes profundidades de la tierra y que se extrae, también, gracias a la perforación.

Cada vez tiene un uso más extendido gracias, entre otras razones, a su alto poder calórico, a que es fácil de utilizar en hogares e industrias y a su versatilidad. Cuenta con dos problemas principales: al ritmo actual, se estima que pueden agotarse las reservas mundiales en un plazo menor a 50 años. Además, sus precios en el mercado están íntimamente ligados a los del petróleo, por lo que suelen tener una tendencia cíclica al encarecimiento.

Auge y descenso de las energías fósiles

A pesar de que en el siglo XVIII ya se utilizaba el petróleo con fines médicos y militares, la principal fuente de energía era la madera, que se usaba para quemar y encender fuego tanto en hogares como en las incipientes fábricas e industrias. En mucha menor medida, algunas plantas de producción apostaban por los molinos de agua como generadores de energía. A partir del XIX, la llegada de la Revolución Industrial significó el uso masivo del carbón, principal materia prima para alimentar a la máquina de vapor, que alcanzó el liderato mundial como principal combustible y lo mantuvo hasta mediados del siglo XX. En ese momento, que coincidió, aproximadamente, con el final de la II Guerra Mundial, el petróleo le sustituyó como principal commodity para la generación de electricidad, gracias a su bajo coste.

La extensión en el uso del petróleo y del gas como grandes fuentes energéticas se fomentó para el uso de innovaciones industriales como, por ejemplo, el motor de combustión interna, elemento nuclear para que primero, los automóviles y algo más tarde los aviones, cambiarán para siempre el comercio y las comunicaciones mundiales. Además, el desarrollo de la electricidad facilitó que se pudiera almacenar y transportar la energía de un modo estandarizado, favoreciendo su consumo y el mantenimiento continuo del alumbrado tanto en las crecientes ciudades como en las fábricas. Todo ello ayudó a conformar una Segunda Revolución Industrial en lo que al uso de energías se refiere.

En 1973, esta jerarquía comenzó a cambiar. La Crisis del Petróleo sobrevino debido a que los integrantes de la Organización de Países Exportadores de Petróleo (OPEP) se negaron a comercializar con los aliados de Israel en la guerra de Yom Kippur. La necesidad del mundo desarrollado de seguir manteniendo sus niveles de actividad propició el impulso de la energía nuclear y también de las energías renovables. En paralelo también se ha ido desarrollando desde entonces, pero en los últimos años con mayor fuerza, una tendencia global que apuesta por la sostenibilidad y por el uso de las fuentes de energía renovables, bajo el prisma de una preocupación por la sostenibilidad de los ecosistemas y, en general, del planeta.

El futuro: la Tercera Revolución Industrial

La movilidad, la sostenibilidad, la conectividad y las construcciones inteligentes son cuatro ejes que forman parte de las agendas de los principales gobiernos de todo el mundo para los próximos años. Unos retos que requerirán de la implementación de cambios muy profundos para su abordaje pero que, desde el punto de vista de la energía, tiene que contar con un añadido muy relevante: la apuesta global por las fuentes de energía libres de carbono. Regiones como la Unión Europea, incluso, se han comprometido a que, en el año 2050, la economía del Viejo Continente sea, por completo, neutral en cuanto al uso del carbono.

Se trata, en definitiva, de la Tercera Revolución Industrial en la que, una vez más, la energía tendrá un rol clave. Y dentro de ella el papel protagonista parece que ya tiene dueño. En concreto, es el hidrógeno, el elemento más abundante en el universo, con grandes concentraciones tanto en los océanos como en la atmósfera, el que está llamado a liderar el cambio, y, curiosamente, detrás de él los combustibles fósiles son muy importantes. Tanto que, de hecho, el gas natural es a día de hoy la principal fuente de producción de hidrógeno, dado que alrededor de tres cuartas partes del hidrógeno que se utiliza proviene de él. La segunda fuente es el carbón y la tercera, el petróleo.

Esta realidad subraya el importante debate que tendrá lugar en los próximos años, entre los partidarios de utilizar sólo energías verdes y fuentes renovables para garantizar la sostenibilidad del planeta, frente a aquellos que estiman que para abordar el profundo proceso de innovación tecnológica en el que ya estamos inmersos, es crítico disponer del hidrógeno para tener éxito. Por el momento, cada año ya se producen más de 70.000 millones de toneladas de hidrógeno, sobre todo, gracias al gas natural. El problema: que el coste ambiental de su generación es de alrededor de 800 millones de toneladas de CO2.

Entre las alternativas posibles, la mejor posicionada parece ser la de los electrolizadores, que se alimentan a través de la electricidad que desarrollan las fuentes renovables, generando lo que se conoce como hidrógeno verde, que no es otra cosa que el proceso de electrólisis del agua para la extracción del hidrógeno. Sin embargo, hoy, apenas el 0,1% de la producción mundial de hidrógeno llega a través de esta vía.

Si la tecnología es capaz de implementar innovaciones para mejorar la competitividad y, sobre todo, el coste de producción a través de este o de otros sistemas, posiblemente, en un plazo razonable el hidrógeno se convertirá en la primera fuente de energía mundial, lo que supone un hito indispensable para servir de catalizador a los cambios inminentes y a todos los niveles que se han de producir en todo el planeta más pronto que tarde.