Agua para combustibles

En un orden de magnitud aproximado, refinar la gasolina del petróleo convencional requiere varios galones de agua por galón de gasolina, el maíz irrigado consume 1,000 galones de agua por galón de etanol y crear biodiésel de algas usa 100,000 galones de agua por galón de biodiésel.¹ K. M. Twomey, C. M. Beal, C. W. King, and M. E. Webber, “Biofuels: An energy and water conundrum”, World Energy Monitor 3 (2012); and C. W. King and M. E. Webber, “Water Intensity of Transportation”, Environmental Science and Technology 42 (2008), 7866-7872, doi: 10.1021/es800367m.  Sin embargo, un galón de etanol tiene aproximadamente dos terceras partes de la energía de un galón de gasolina. Por su parte, la densidad de energía por galón del gas natural y el hidrógeno varía a diferentes presiones y temperaturas. Para complicar el asunto, la electricidad no se puede medir por volumen, lo cual hace las comparaciones de intensidad de consumo de agua de los combustibles difíciles de evaluar.

Las comparaciones directas, tales como galones de agua por unidad de energía, son más precisas que el enfoque de volumen a volumen pues las variaciones de densidad energética de la gasolina a etanol, del gas natural y el hidrógeno se pueden adaptar con mayor facilidad. Además, el contenido de energía de la electricidad también se puede incorporar a pesar de no tener un volumen evidente.

No obstante, la comparación por densidad energética excluye las variaciones en la eficiencia de conversión para los diferentes combustibles en los trenes de transmisión. Un motor de combustión interna tiene una escala de eficiencia típica de 15% a 30%. Los motores que propulsan vehículos eléctricos tienen una eficiencia típica de 80% a 90%. Por lo tanto, ni siquiera la medida de agua por unidad de energía captura el hecho de que una unidad de energía eléctrica lleva a un auto tres veces más lejos que una cantidad similar de energía en la forma de gasolina. Tomar la densidad energética del combustible y la eficiencia del tren de potencia juntos indica una medida potencialmente más útil de agua consumida por milla recorrida.²  C. W. King y M. E. Webber, “Water Intensity of Transportation”, Environmental Science and Technology 42 (2008), 7866-7872, doi: 10.1021/es800367m.  Cambiar la terminología de millas por galón (de gasolina) a galones (de agua) consumidos por milla recorrida podría ser una manera más clara y consistente de comparar el consumo de agua de los combustibles de transporte.

Más allá de estas proporciones sencillas, el agua se usa en varias etapas del ciclo de producción y consumo. Estas etapas incluyen la producción, actualización, transporte y uso final. La producción es el punto de extracción del petróleo y el gas, de minería para el carbón y el uranio o la fotosíntensis para los biocombustibles. Una actualización incluye refinar el petróleo crudo a gasolina, combustible de aviones y diésel; biorefinar el maíz o azúcar a etanol; y enriquecer el mineral o "yellowcake" como combustibles de uranio. Para el petróleo y el gas, el agua se usa para extraer los combustibles del suelo al inundar los embalses convencionales a través de drenajes por gravedad asistidos por vapor (SAGD, por sus siglas en inglés) para las arenas bituminosas canadienses o por fracción hidráulica de las formaciones de lutita. Para la minería de carbón, antes de extraerse el carbón se remueve el agua de la mina. El agua también ayuda a controlar el polvo en las minas de carbón. Para el uranio, el agua ayuda a separar algunos minerales deseados y también enfría las centrales eléctricas que proveen la electricidad para el enriquecimiento centrífugo. Las refinerías usan más agua tanto como químico de insumo como para hacer vapor. Para los biocultivos, la irrigación y el vapor para la fermentación consumen agua.

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