Análisis del Consumo de Energía y la Evolución del Energy Mix a Nivel Global: Comparativa entre 1990 y 2023
2024-12-04
1 ESTADO ACTUAL Y OBJETIVOS
1.1 Estado Actual
La evolución del consumo energético global y la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles se ha convertido en una prioridad a nivel mundial. En el contexto de los desafíos ambientales y el cambio climático, existe una creciente presión para reducir la dependencia de combustibles fósiles y fomentar un “energy mix” que favorezca energías renovables como la solar, eólica, hidroeléctrica y otras tecnologías sostenibles. Sin embargo, la velocidad y efectividad de esta transición varían significativamente entre países y regiones, debido a factores económicos, demográficos y de política energética.
Las bases de datos disponibles, como la de “Our World in Data: Global Energy Data”, ofrecen una visión detallada del consumo de energía a nivel mundial, analizaré los datos desde 1990 hasta 2023, proporcionando información crucial sobre el uso de energía primaria, el consumo per cápita y la evolución de las energías renovables y no renovables en la producción eléctrica. Estos datos son esenciales para evaluar las tendencias actuales en el consumo energético y el impacto de la transición hacia un sistema de energía más sostenible.
1.2 Objetivos del Proyecto
El proyecto busca analizar el consumo de energía y la evolución de la combinación de fuentes energéticas (“energy mix”) entre 1990 y 2023, a nivel global y por países o regiones específicas. Los objetivos incluyen:
- Evaluar la evolución del consumo de energía primaria y el consumo per cápita a lo largo del período estudiado, con especial enfoque en las variaciones entre países y regiones.
- Analizar la proporción de energías renovables en la generación eléctrica y observar cómo ha cambiado el balance entre energías renovables y no renovables en las últimas décadas.
- Identificar y comparar tendencias y patrones en la transición energética en distintas regiones y países.
- Cuantificar la tasa de crecimiento del consumo energético por año y su variación en función de los cambios en el “energy mix”.
- Ofrecer una perspectiva informada sobre los avances hacia una matriz energética más sostenible, contribuyendo a la comprensión de los factores que afectan el ritmo de esta transición.
2 APORTACIONES
2.1 Aportaciones Socio-Económicas, Técnicas y Científicas.
El análisis detallado de la evolución del consumo energético global y la transición hacia energías renovables aporta un valor significativo tanto a nivel socioeconómico como técnico y científico. En primer lugar, comprender la transición energética puede guiar decisiones políticas y económicas en torno al desarrollo de infraestructuras energéticas sostenibles, ayudando a los países a reducir su dependencia de combustibles fósiles y mejorando su resiliencia energética.
Este proyecto tiene una relación directa con varios de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) sugeridos por la Universidad de Las Palmas de Gran Canaria (ULPGC) para los Trabajos de Fin de Título (TFT). En particular, apoya:
- ODS 7: Energía Asequible y No Contaminante. Analizar el consumo de energías renovables y la dependencia de combustibles fósiles ayuda a medir el avance hacia la energía limpia y accesible para todos.
- ODS 9: Industria, Innovación e Infraestructura. La transición hacia un sistema energético renovable requiere innovaciones tecnológicas y nuevas infraestructuras.
- ODS 13: Acción por el Clima. La reducción del consumo de combustibles fósiles y el incremento en el uso de energías renovables están estrechamente vinculados a la mitigación del cambio climático.
2.2 Contribución Científica.
Desde una perspectiva científica, el proyecto también proporciona una base de datos y un análisis histórico que permite entender mejor las tendencias en consumo energético y el desarrollo de fuentes alternativas. Esto es fundamental para investigaciones futuras sobre la optimización de recursos energéticos y la reducción de la huella de carbono global.
3 DESARROLLO
3.1 Fuentes de los Datos.
Los datos utilizados en este proyecto provienen de Our World in Data: Global Energy Data (OWID), una fuente ampliamente reconocida por su rigor en la recopilación y presentación de estadísticas globales en múltiples áreas de investigación, incluidas las tendencias en consumo energético. Esta base de datos compila información de organismos internacionales y fuentes oficiales, como la Agencia Internacional de Energía (IEA), el Banco Mundial, y la Administración de Información Energética de Estados Unidos (EIA), proporcionando una cobertura exhaustiva de las principales fuentes de energía en todo el mundo desde 1990 hasta 2023.
3.2 Análisis de la Fiabilidad de los Datos
La base de datos utilizada para este proyecto, proveniente de Our World in Data (OWID), destaca por su robustez y fiabilidad gracias a su integración de múltiples fuentes de datos primarias de alta credibilidad, su procesamiento exhaustivo y su alineación con estándares internacionales. La construcción de este conjunto de datos implica un enfoque sistemático y riguroso, basado en varias capas de recopilación, procesamiento y validación, que garantizan su calidad y consistencia.
3.2.1 Fuentes Primarias y Procesamiento
OWID se apoya en datos provenientes de instituciones globales líderes en el sector energético, incluyendo:
- Energy Institute (EI):
- Statistical Review of World Energy: Este reporte es una de las referencias más utilizadas para el análisis energético global.
- Procesos realizados:
- Ingestión de datos: Recopilación de los datos brutos.
- Procesamiento básico: Limpieza inicial y estructura de los datos.
- Procesamiento avanzado: Ajustes adicionales para asegurar uniformidad y generar métricas específicas.
- Ingestión de datos: Recopilación de los datos brutos.
- Statistical Review of World Energy: Este reporte es una de las referencias más utilizadas para el análisis energético global.
- U.S. Energy Information Administration (EIA):
- International Energy Data: Datos detallados sobre consumo y producción energética.
- Procesos similares a los realizados con el EI para garantizar la integridad de los datos.
- International Energy Data: Datos detallados sobre consumo y producción energética.
- The Shift Data Portal:
- Especializado en datos sobre combustibles fósiles.
- Enlace con el EI para un análisis detallado de la producción y consumo de energía fósil.
- Especializado en datos sobre combustibles fósiles.
- Ember:
- Proveedor de datos anuales sobre generación de electricidad, especialmente relevante para analizar el electricity mix.
- Procesamiento cruzado con OWID para integrar las series temporales en una base homogénea.
- Proveedor de datos anuales sobre generación de electricidad, especialmente relevante para analizar el electricity mix.
3.2.2 Consolidación de los Datos
OWID combina estas fuentes a través de múltiples capas de procesamiento y validación, utilizando:
- Códigos de procesamiento de agregación regional: Basados en definiciones estandarizadas para asegurar que los datos de diferentes países sean coherentes y comparables.
- Indicadores per cápita y por PIB: Generados con datos adicionales de fuentes reconocidas, como:
- Población: Basada en proyecciones de múltiples entidades internacionales.
- PIB: Tomado de la base de datos de Groningen GGDC’s Maddison Project, una fuente ampliamente aceptada en investigaciones económicas globales.
- Grupos de ingresos: Clasificaciones del Banco Mundial para interpretar diferencias entre economías de distintos niveles de desarrollo.
3.2.3 Ventajas del Sistema de OWID
- Enfoque integrado: Los datos sobre consumo energético, mix energético y generación de electricidad se procesan de manera uniforme para garantizar consistencia.
- Comparabilidad temporal y espacial: OWID realiza ajustes en los datos de diferentes años y regiones para homogeneizar las series temporales, asegurando que las tendencias globales se puedan analizar con precisión.
- Procesamiento avanzado: Las capas adicionales de procesamiento permiten generar indicadores derivados clave, como el consumo energético per cápita, la participación relativa de energías renovables, y los cambios anuales en el mix energético.
- Accesibilidad y transparencia: Toda la metodología de procesamiento y las fuentes originales están disponibles públicamente, lo que permite replicar el análisis o realizar auditorías.
3.2.4 Limitaciones Identificadas
A pesar de la solidez del conjunto de datos, es importante tener en cuenta ciertos desafíos inherentes:
- Variaciones metodológicas por país: Algunos países emplean criterios distintos para medir y reportar sus datos energéticos, lo que puede introducir inconsistencias.
- Revisiones retroactivas: Los valores más recientes pueden estar sujetos a ajustes conforme las instituciones revisan sus estimaciones iniciales.
- Lag temporal: Aunque OWID actualiza frecuentemente su base de datos, puede haber un desfase entre la publicación de datos oficiales y su inclusión en la plataforma.
3.2.5 Conclusión sobre la Fiabilidad
La base de datos de OWID, construida sobre fuentes confiables como el Statistical Review of World Energy del EI, los datos internacionales de la EIA, y otros, es excepcionalmente sólida para el análisis energético global. Su enfoque metodológico, que combina múltiples capas de procesamiento y validación, permite una representación precisa de las tendencias energéticas.
Esta fiabilidad convierte a OWID en una herramienta esencial para entender la evolución del consumo energético global, evaluar los avances hacia un mix energético sostenible y realizar comparaciones internacionales informadas. A pesar de las limitaciones mencionadas, la calidad y transparencia de los datos proporcionan una base científica confiable para sustentar los objetivos de este proyecto.
3.3 Análisis exploratorio inicial.
de los datos con una descripción de incidencias encontradas relativas al contenido y organización de los datos utilizados
Descripción de los Datos
El conjunto de datos incluye información sobre el consumo y la producción de diversas fuentes de energía a nivel mundial. Las columnas principales incluyen variables como:
- Variables de Identificación y Demográficas
- country: Nombre del país o región.
- iso_code: Código ISO del país.
- year: Año de los datos.
- population: Población del país o región en ese año.
- gdp: Producto Interno Bruto (PIB) en dólares constantes.
- Biocombustibles
Variables relacionadas con el consumo, producción y participación de biocombustibles en el total de energía.
- biofuel_consumption: Consumo total de biocombustibles (en TWh).
- biofuel_cons_per_capita: Consumo de biocombustibles per capita.
- biofuel_share_energy: Porcentaje de biocombustibles en el consumo total de energía.
- biofuel_electricity: Electricidad generada a partir de biocombustibles.
- Carbón
Variables relacionadas con el consumo, producción y participación del carbón.
- coal_consumption: Consumo total de carbón (en TWh).
- coal_share_energy: Porcentaje de carbón en el consumo total de energía.
- coal_electricity: Electricidad generada a partir de carbón.
- Electricidad y Demanda Energética
- electricity_demand: Demanda total de electricidad (en TWh).
- electricity_generation: Generación total de electricidad (en TWh).
- electricity_share_energy: Participación de la electricidad en el consumo total de energía.
- Energía Fósil
Variables relacionadas con el consumo, producción y participación de combustibles fósiles.
- fossil_fuel_consumption: Consumo de combustibles fósiles.
- fossil_share_energy: Porcentaje de combustibles fósiles en el consumo total de energía.
- fossil_electricity: Electricidad generada a partir de combustibles fósiles.
- Gas
Variables sobre el consumo y producción de gas.
- gas_consumption: Consumo total de gas (en TWh).
- gas_share_energy: Porcentaje del gas en el consumo total de energía.
- gas_electricity: Electricidad generada a partir de gas.
- Energía Hidroeléctrica
- hydro_consumption: Consumo total de energía hidroeléctrica (en TWh).
- hydro_share_energy: Porcentaje de energía hidroeléctrica en el consumo total de energía.
- hydro_electricity: Electricidad generada a partir de energía hidroeléctrica.
- Energía Nuclear
- nuclear_consumption: Consumo de energía nuclear.
- nuclear_share_energy: Porcentaje de energía nuclear en el consumo total de energía.
- nuclear_electricity: Electricidad generada a partir de energía nuclear.
- Petróleo
- oil_consumption: Consumo total de petróleo (en TWh).
- oil_share_energy: Porcentaje del petróleo en el consumo total de energía.
- oil_electricity: Electricidad generada a partir de petróleo.
- Energías Renovables
- renewables_consumption: Consumo total de energía de fuentes renovables.
- renewables_share_energy: Porcentaje de energía renovable en el consumo total de energía.
- renewables_electricity: Electricidad generada a partir de fuentes renovables.
- Energía Solar y Eólica
- solar_consumption: Consumo de energía solar.
- solar_share_energy: Porcentaje de energía solar en el consumo total.
- wind_consumption: Consumo de energía eólica.
- wind_share_energy: Porcentaje de energía eólica en el consumo total.
Estas variables representan tanto valores absolutos (como el consumo en TWh) como porcentajes de participación de cada fuente en el total de energía o electricidad. Estas variables están disponibles en rangos de años que van desde 1965 hasta los últimos años registrados. Se trabajará desde 1990 en adelante, y se analizará si estos datos requieren ajuste a bases temporales como mensuales o anuales para las series.
3.5 Análisis exploratorio detallado de los datos.
3.5.1 Dependencia energetica.
En este apartado, se analiza la distribución del consumo de energía per cápita por fuente de energía para la actualidad. Utilizando datos de diferentes fuentes de energía, hemos agrupado la información en tres grandes categorías:
- Combustibles Fosiles: Incluyendo los combustibles fósiles como gas, petróleo, y carbón.
- Energía Nuclear.
- Energías Renovables: Incluyendo principalmente biocombustibles y otras fuentes de energía renovable como la solar, hidroeléctrica, eólica, etc.
El gráfico inicial muestra la distribución del consumo energético per cápita por fuente de energía para la actualidad. Al categorizar las fuentes en Combustibles Fósiles, Energía Nuclear, y Energías Renovables, podemos observar que:
- Combustibles Fósiles (gas, petróleo, carbón) siguen dominando el consumo energético global. Esto refleja la alta dependencia mundial de fuentes no renovables, especialmente en países con infraestructuras energéticas antiguas o que dependen de estas fuentes debido a su accesibilidad y bajo costo relativo.
- Energía Nuclear juega un rol menor en términos de consumo, pero su importancia aumenta en algunos países que buscan reducir las emisiones de CO2, sin comprometer el suministro de energía. La energía nuclear es vista como una fuente confiable de energía de base, aunque sus costos y preocupaciones sobre la seguridad y la gestión de residuos siguen siendo una barrera en muchos lugares.
- Energías Renovables, como los biocombustibles y otras fuentes como la solar, eólica, e hidroeléctrica, siguen ganando relevancia. Sin embargo, a pesar de su creciente participación en el mix energético, aún representan una porción relativamente pequeña del consumo total de energía. Esto subraya la necesidad urgente de invertir en infraestructura y tecnología para acelerar la transición energética hacia un modelo más limpio y sostenible.
La tendencia actual indica una alta dependencia de las fuentes no renovables, lo que plantea desafíos para la sostenibilidad global. Es imperativo que se adopten políticas energéticas más agresivas y se fomenten inversiones en energías limpias para lograr un futuro energético más sostenible.
3.5.2 Generacion Eléctrica
En este apartado, se analiza la distribución de la generación de electricidad por fuente de energía para la actualidad. Se han utilizado las mismas categorías:
- Generación a partir de Combustibles Fósiles: Aunque la participación en el consumo de energía es alta, la generación de electricidad a partir de fuentes fósiles ha comenzado a disminuir en algunos países, debido a las políticas de transición energética y la adopción de energías más limpias.
- Generación Nuclear: Esta fuente sigue siendo crucial para la producción de electricidad en algunos países, ya que proporciona una gran cantidad de electricidad sin emisiones directas de CO2. Sin embargo, la proporción de electricidad generada por energía nuclear varía significativamente entre países, dependiendo de sus políticas energéticas y recursos disponibles.
- Energías Renovables: La generación eléctrica a partir de fuentes renovables ha experimentado un crecimiento significativo en los últimos años. Aunque las energías renovables, como la solar y la eólica, han sido adoptadas a un ritmo acelerado, aún representan una proporción menor de la electricidad total generada en muchos países, principalmente debido a la falta de infraestructura adecuada y a la intermitencia de algunas de estas fuentes (como la solar y la eólica).
A pesar de los avances en la adopción de energías renovables, los combustibles fósiles sigue siendo la fuente dominante para la generación de electricidad en muchas partes del mundo. Para lograr una transición energética exitosa, se necesita aumentar la capacidad de generación de electricidad a partir de fuentes renovables y garantizar una infraestructura adecuada para gestionar la intermitencia y almacenamiento de estas fuentes.
3.5.3 Energías no renovables.
Seguidamente se observarán las energías no renovables más usadas mundialmente.
ESte gráfico muestra que las fuentes de energía más utilizadas globalmente siguen siendo los combustibles fósiles (petróleo, gas y carbón), con energía nuclear como una fuente relevante, pero aún menor en comparación con los fósiles. Estos patrones reflejan la alta dependencia mundial de fuentes de energía que han sido la columna vertebral de la industrialización y el desarrollo económico a lo largo del último siglo.
- Petróleo: A pesar de los avances hacia energías más limpias, el petróleo sigue siendo la fuente más utilizadas, especialmente en el sector del transporte y la producción industrial. Este patrón subraya la persistente dependencia de los combustibles fósiles líquidos a nivel mundial.
- Gas: El gas natural es otra fuente importante de energía, que ha ganado terreno debido a su relativamente baja emisión de CO2 en comparación con el carbón. Sin embargo, sigue siendo una fuente no renovable, y su uso contribuye a la emisión de gases de efecto invernadero que afectan al clima global.
- Carbón: Aunque muchos países han empezado a reducir el consumo de carbón debido a sus elevados impactos ambientales, aún representa una porción significativa del consumo energético en diversas economías emergentes.
- Energía Nuclear: Aunque es una fuente de bajas emisiones de CO2, la energía nuclear presenta desafíos relacionados con la seguridad, la gestión de residuos y la aceptación pública. El alto consumo de energías no renovables refuerza la necesidad urgente de una transición energética hacia fuentes más limpias y sostenibles. Esta transición no solo depende de la disponibilidad de tecnologías renovables, sino también de políticas públicas que fomenten la descarbonización y la eficiencia energética.
3.5.4 Energías renovables.
Seguidamente se observarán las energías renovables más usadas mundialmente.
Las fuentes como biocombustibles, solar, hidroeléctrica y eólica están mostrando un crecimiento, aunque la proporción global de consumo sigue siendo relativamente baja en comparación con las fuentes no renovables.
- Biocombustibles: A pesar de ser una fuente de energía renovable, los biocombustibles siguen siendo una fuente que genera controversias debido a su impacto en la tierra y el uso de cultivos alimentarios para producir energía. En algunos países, esta práctica ha generado preocupaciones sobre la seguridad alimentaria.
- Energía Solar: La energía solar ha experimentado un rápido crecimiento en los últimos años debido a las reducciones en los costos de paneles solares y los avances en eficiencia. Sin embargo, sigue siendo insuficiente a gran escala en muchas regiones debido a factores como la intermitencia y la necesidad de almacenamiento de energía.
- Energía Eólica: La energía eólica también está en ascenso, especialmente en áreas con altos vientos y políticas que favorecen la instalación de parques eólicos. Aunque la capacidad de generación ha aumentado, la variabilidad del viento sigue siendo un desafío para su integración en la red eléctrica.
- Energía Hidroeléctrica: Aunque la hidroelectricidad sigue siendo una fuente significativa de energía renovable, su expansión está limitada por los impactos ambientales asociados a la construcción de presas y la alteración de ecosistemas.
A pesar de estos avances, la participación de las energías renovables en el consumo global sigue siendo insuficiente para lograr una transición energética que reduzca significativamente las emisiones de CO2 y permita cumplir con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS). Esto pone de manifiesto la urgencia de políticas más agresivas que fomenten la inversión en renovables y la mejora de la infraestructura energética.
3.5.5 Predicciones consumo energético y del uso de Energías renovables.
El análisis de las tendencias futuras del consumo energético y el uso de energías renovables es esencial para comprender cómo la transición hacia una matriz energética más sostenible podría desarrollarse a lo largo del tiempo. En este apartado, se explorarán las predicciones del consumo global de energía, con un enfoque particular en la participación de las energías renovables en la mezcla energética futura.
El consumo de energía ha mostrado patrones de crecimiento impulsados por factores como el aumento de la población, el desarrollo económico y la creciente demanda de electricidad. Sin embargo, la necesidad urgente de mitigar los efectos del cambio climático y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero ha puesto un énfasis renovado en el uso de fuentes de energía más limpias y sostenibles, como las energías renovables.
A través de modelos predictivos basados en los datos históricos disponibles, este análisis busca identificar las posibles trayectorias del consumo de energía en las próximas décadas. Además, se examinará cómo las energías renovables, como la solar, eólica, hidroeléctrica y otras fuentes, podrían seguir desempeñando un papel cada vez más relevante en el suministro energético global. Las predicciones no solo ayudarán a comprender el camino hacia una mayor sostenibilidad energética, sino que también ofrecerán una visión de los desafíos y oportunidades asociados con la adopción de tecnologías limpias y la descarbonización de la economía global.
Este gráfico muestra cómo ha evolucionado el consumo de energía per cápita en el mundo. El gráfico permite visualizar la tendencia en el consumo de estas fuentes a lo largo de varios años, desde 1990 hasta 2023. Se observan claramente 2 grupos:
El primero de ellos es Europa, Norte America y Oceanía: Este grupo presenta tendencias similares entre sí en las que todos presentan consumos muy altos y se han reducido con el tiempo.
Sur America, Africa y Asia:
