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What Do EROIs Measure? Implications for Energy Transition Assessment

Este artículo sostiene que solo la formulación externa del Retorno Energético de la Inversión (EROI), la cual excluye la energía autoconsumida y contabiliza adecuadamente la energía incorporada ascendente en sistemas de múltiples fuentes, mide con precisión el excedente neto de energía disponible para la sociedad, mientras que las variantes estándar e internas reflejan erróneamente la eficiencia de los procesos y pueden alterar significamente las evaluaciones de la viabilidad de la transición energética.

Autores originales: Thomas Norway, Olivier Cavalié

Publicado 2026-06-02

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CC BY 4.0

Autores originales: Thomas Norway, Olivier Cavalié

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita ni avalada por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

Imagina que tienes un puesto de limonada. Para hacer limonada, necesitas limones, azúcar, agua y hielo. Pero también necesitas hacer funcionar una licuadora, refrescar el puesto con un ventilador e incluso, tal vez, conducir al mercado para comprar los suministros. Todo eso requiere energía.

En el mundo de la investigación energética, los científicos utilizan una herramienta llamada EROI (Retorno Energético de la Inversión) para medir qué tan "valioso" es una fuente de energía. Es una relación simple: ¿Cuánta energía obtenemos en comparación con cuánta energía tuvimos que gastar para obtenerla?

Si gastas 1 unidad de energía para obtener 10 unidades de vuelta, es un gran trato (EROI de 10). Si gastas 1 unidad para obtener 1.1 unidades de vuelta, es un mal trato (EROI de 1.1).

Este artículo argumenta que, durante décadas, los científicos han calculado esta relación de tres maneras diferentes, y dos de esas formas nos están engañando sobre la verdadera salud de nuestro sistema energético.

Las tres formas de contar el "costo"

Los autores dicen que hay tres formas principales de contar la energía que gastas (la "inversión"):

La forma "Interna" (INT): Cuenta todo lo que usas, incluyendo la energía que quemas solo para mantener funcionando tu propia fábrica.
La forma "Estándar" (STD): Cuenta la energía que quemas para mantener la fábrica funcionando, pero resta la energía que realmente le vendes al cliente.
La forma "Externa" (EXT): Este es el método que proponen los autores. Dice: "No cuentes la energía que quemamos para mantener nuestras propias luces encendidas como un costo de inversión. Eso es simplemente una pérdida, como una fuga en un cubo. Solo cuenta la energía que tuvimos que comprar del mundo exterior para empezar".

La analogía del "cubo con fugas"

Imagina que tienes un cubo de agua (energía) que estás intentando verter en una fuente comunitaria.

El Problema: Tu cubo tiene un agujero (autoconsumo). Tienes que seguir vertiendo agua solo para evitar que el agujero vacíe todo el cubo antes de que llegue a la fuente.
Las formas antiguas (INT y STD): Estos métodos dicen: "¡Mira cuánta agua tuviste que verter en el cubo solo para evitar que se filtrara! ¡Eso es un costo enorme!". Tratan el agua perdida por el agujero como un "costo de hacer negocios".
La nueva forma (EXT): Este método dice: "Un momento. El agua que se filtró ya no está. Nunca llegó a la comunidad. Lo único que importa es: ¿Cuánta agua tuviste que comprar del pozo para llenar el cubo en primer lugar?".

Los autores argumentan que los métodos "Interno" y "Estándar" son como medir la eficiencia de tu proceso de fabricación de cubos, no la cantidad de agua que realmente entregaste a la comunidad. El método "Externo" mide el excedente real disponible para la sociedad.

El "Acantilado de la Energía Neta"

¿Por qué es tan importante esta distinción? El artículo introduce un concepto llamado "Acantilado de la Energía Neta".

Imagina una colina. En la cima, la colina es plana. Si te deslizas un poco, no caes lejos. Esto representa una alta eficiencia energética. Pero a medida que te deslizas hacia la base, la colina se vuelve cada vez más empinada. Un pequeño paso hacia abajo resulta en una caída masiva.

Los autores muestran que cuando usas los métodos "Interno" o "Estándar", a menudo haces que las fuentes de energía parezcan estar situadas en la parte empinada del acantilado (en peligro de colapso). Pero cuando usas el método "Externo", te das cuenta de que en realidad todavía están en la parte plana y segura de la colina.

La Analogía: Es como mirar una cuenta bancaria.

Método Antiguo: "Gastaste $500 en gasolina para ir al trabajo, y solo ganaste $550. ¡Apenas estás llegando al equilibrio!" (Se enfoca en el costo del viaje).
Nuevo Método: "Gastaste $500 en gasolina para ir al trabajo, pero ganaste $550. Tu ganancia neta es de $50, que es lo que realmente puedes gastar en la cena". (Se enfoca en el excedente).

Si cuentas erróneamente la "gasolina" como una inversión masiva en lugar de un simple costo de operación, podrías pensar que estás en la quiebra cuando en realidad estás bien.

El problema de "pasar la responsabilidad"

El artículo también aborda una situación complicada donde los sistemas de energía interactúan entre sí. Imagina una mina de carbón que utiliza electricidad de un parque eólico para hacer funcionar sus perforadoras.

El Error: Si simplemente sumas los costos de energía de la mina de carbón y los costos de energía del parque eólico por separado, podrías contar la electricidad dos veces.
La Solución: Los autores crearon una nueva fórmula. Dicen: "Si la mina de carbón usa electricidad, no cuentes la electricidad en sí como un costo. En su lugar, cuenta la energía oculta (la 'energía incorporada') que se requirió para construir el parque eólico y las líneas eléctricas que hicieron posible esa electricidad".

Piénsalo como una carrera de relevos. Si el Corredor A pasa un testigo al Corredor B, no cuentas el testigo como un nuevo costo para el Corredor B. Cuentas la energía que el Corredor A usó para correr su tramo de la carrera. La fórmula de los autores asegura que, cuando sumamos el desempeño de todo el equipo, no contemos doble el esfuerzo.

Lo que encontraron en la vida real

Los autores probaron su nuevo método "Externo" con datos reales:

Petróleo y gas de EE. UU. (1919–2007): Cuando dejaron de contar el petróleo utilizado para bombear petróleo como un "costo" y lo trataron como una "pérdida", las cifras de eficiencia aumentaron significamente.
Combustibles fósiles de China (1995–2010): Lo mismo ocurrió. Al corregir la forma en que se contaba el intercambio de energía entre diferentes fábricas, los sistemas resultaron ser mucho más eficientes de lo que se pensaba anteriormente.

La conclusión fundamental

El artículo concluye que, durante mucho tiempo, hemos estado usando una regla que está ligeramente torcida. Hemos estado tratando la energía que quemamos para mantener nuestras propias máquinas funcionando como una "inversión" masiva, lo que hace que nuestras fuentes de energía parezcan peores de lo que realmente son.

Al cambiar al método Externo (EXT), que solo cuenta la energía que importamos del mundo exterior y trata el consumo interno como una simple pérdida, obtenemos una imagen más real de cuánta energía queda realmente disponible para construir hospitales, escuelas y ciudades. Esto no significa que nuestros problemas energéticos estén resueltos, pero significa que no estamos tan cerca del "acantilado" como sugerían algunos informes anteriores.

Resumen Técnico: ¿Qué miden los EROI? Implicaciones para la evaluación de la transición energética

Planteamiento del problema
La literatura sobre el Retorno Energético sobre la Inversión (EROI, por sus siglas en inglés) sufre de una falta de consenso metodológico, con múltiples formulaciones coexistentes que difieren principalmente en su tratamiento de la energía de autoconsumo y los insumos energéticos directos externos. Esta diversidad crea una inconsistencia crítica: los valores de EROI reportados para un mismo sistema físico pueden variar por un factor de dos o más dependiendo de la formulación elegida. Además, las evaluaciones agregadas y desagregadas de sistemas interconectados suelen arrojar resultados matemáticamente inconsistentes. Debido a que la relación entre el EROI y el excedente de energía neta disponible para la sociedad es no lineal (el "acantilado de la energía neta"), estas distorsiones metodológicas pueden desplazar el diagnóstico de un sistema energético de un declive gradual a una crisis inminente, lo que conlleva implicaciones normativas significativas para la política de transición energética. El problema central es la confusión entre los productos energéticos y sus costos de producción, donde el autoconsumo interno se trata a menudo como una inversión en lugar de una pérdida de producción, y los flujos directos externos se contabilizan a su valor nominal en lugar de como equivalentes de energía embebida.

Metodología
Los autores adoptan un marco biofísico, modelando los sistemas energéticos como estructuras disipativas compuestas por tres bloques funcionales: Producción de Energía Directa (DEP), Producción de Energía Indirecta (IEP) y Desarrollo (DEV). El estudio procede a través de tres pasos metodológicos principales:

Benchmarking de formulaciones: Se evalúan tres formulaciones de EROI establecidas —Interna (INT), Estándar (STD) y Externa (EXT)— frente a casos límite teóricos. Específicamente, los autores analizan el escenario "Cuerno de la Abundancia" (inversión indirecta externa cero) y sistemas con un aumento en la disponibilidad de energía neta para determinar qué cantidad física mide cada métrica.
Pruebas de consistencia en sistemas de múltiples fuentes: Los autores examinan configuraciones interconectadas donde la salida de una unidad DEP sirve como entrada para otra. Derivan un criterio de consistencia que requiere que el EROI agregado de sistemas acoplados sea analíticamente derivable de sus componentes individuales sin error residual.
Derivación de una fórmula de reasignación: Basándose en el criterio de consistencia, se deriva una fórmula genérica para reasignar inversiones de energía indirecta (embebida) cuando los flujos de energía directa se desvían entre unidades interdependientes. Esto asegura que los insumos de energía directa que entran en el denominador de un cálculo de EROI se conviertan en sus equivalentes de energía embebida ascendente.
Aplicación empírica: El marco revisado se aplica a dos conjuntos de datos históricos: la producción de petróleo y gas en EE. UU. (1919–2007) y los sectores de combustibles fósiles convencionales de China (1995–2010). En ambos casos, los autores recalculan el EROI utilizando la formulación EXT y las nuevas reglas de reasignación, comparando los resultados con los valores STD reportados en la literatura original.

Contribuciones clave

Distinción de métricas: El artículo demuestra que las formulaciones INT y STD miden primordialmente la eficiencia de conversión interna de un proceso de producción, ya que convergen hacia asíntotas finitas determinadas por las tasas de autoconsumo, independientemente de la energía neta entregada a la sociedad. En contraste, solo la formulación Externa (EXT) mide correctamente el excedente de energía neta disponible para la sociedad, ya que trata el autoconsumo como una pérdida de producción y permanece sensible al aumento de la producción neta.
Contabilidad de la energía embebida: Los autores establecen que, en sistemas de múltiples fuentes, los flujos de energía directa intercambiados entre unidades no deben incluirse a su valor nominal en el término de inversión. En su lugar, deben convertirse en sus equivalentes de energía embebida ascendente.
Fórmula de reasignación genérica: Se deriva una solución matemática única para reasignar la inversión indirecta ( $x$ ) cuando la energía directa se desvía de una unidad a otra. La fórmula $x = DIV_{jk} / EXT_j$ garantiza que el costo indirecto asociado con la producción de un flujo desviado se transfiera a la unidad consumidora, preservando la consistencia de agregación en todo el sistema.

Resultos

Hallazgos teóricos: El análisis confirma que tratar el autoconsumo como una inversión (como en INT y STD) reduce artificialmente los valores de EROI y desacopla la métrica del excedente real de energía neta. Se demuestra que la formulación EXT es la única métrica físicamente consistente para evaluar las contribuciones energéticas de la sociedad.
Hallazgos empíricos: Al aplicarse a la producción de petróleo y gas de EE. UU. y a los sectores de combustibles fósiles de China, el marco revisado produce valores de EROI sistemáticamente más altos que las formulaciones estándar. En el caso de EE. UU., reclasificar la energía directa de una inversión a una pérdida aumenta el EROI reportado. En el caso de China, la aplicación de la fórmula de reasignación a los flujos cruzados entre sectores interdependientes altera la magnitud del EROI.
Implicaciones para el "Acantilado de la energía neta": Debido a que la relación entre el EROI y la fracción de energía neta es no lineal, el aumento sistemático de los valores de EROI proporcionado por el marco revisado puede situar al mismo sistema físico al otro lado del "acantilado de la energía neta" en comparación con las evaluaciones estándar. Esto sugiere que las evaluaciones previas que utilizan las formulaciones STD o INT pueden haber subestimado el excedente de energía neta disponible para sustentar la complejidad socioeconómica.

Significancia
El artículo argumenta que la elección de una formulación de EROI no es meramente una convención técnica, sino un determinante fundamental de cómo se evalúan los sistemas energéticos. Al demostrar que solo la formulación EXT, combinada con una adecuada contabilidad de la energía embebida, proporciona una medida físicamente consistente del excedente de energía neta, los autores ofrecen una base metodológica robusta para las evaluaciones de la transición energética. El marco revisado sugiere que las evaluaciones de políticas actuales basadas en formulaciones estándar pueden ser excesivamente pesimistas respecto a la viabilidad de los sistemas energéticos para sustentar sociedades modernas complejas. El trabajo hace un llamado hacia un cambio en el campo hacia métricas que reflejen con precisión la energía neta entregada a la sociedad, ofreciendo así una base más fiable para evaluar las trayectorias socioeconómicas habilitadas por la transición energética.