CURVAS DE APRENDIZAJE Y CAMBIO CLIMÁTICO. POR QUÉ LAS RENOVABLES SON TAN IMPORTANTE PARA LA UNIÓN EUROPEA

Los aviones de Wright y la curva de Arrow

Hace ya bastantes años, en 1936, Wright observó un descenso uniforme en el número de horas que hacían falta para construir el fuselaje de un avión cada vez que se doblaba la producción en una planta. Esto es, mejoraba la productividad con la experiencia.

Este hecho se comprobó empíricamente, pero puede ser también estudiado teóricamente. En 1962, Arrow ya se planteó la relación teórica entre costes y producción acumulada.

Curvas de aprendizaje y costes de aprendizaje

Lo interesante de este planteamiento es que se puede preguntar cuánta producción acumulada hace falta para que una nueva tecnología empiece a ser más rentable que una ya implantada y qué esfuerzos vale la pena hacer en cuanto a inversión en aprendizaje.

Se pueden representar para ello las curvas que relacionan producción acumulada y costes, y ver el punto en donde las curvas de la tecnología antigua y la nueva se cruzan. Estas son las curvas de aprendizaje.

En teoría si uno conoce la curva de aprendizaje de una nueva tecnología puede ver cuánta producción acumulada hace falta para que sea competitiva y con ello lanzarse a inversiones en ella, además de ver cuánto  mercado necesita abrir para acelerar la reducción de costes.

Evidentemente, durante  todo el tiempo que la nueva tecnología tarda en ser competitiva se van acumulando costes con respecto de la vieja, que quedan como costes de aprendizaje.

Por lo tanto, es importante conocer la forma de las curvas para ver si estos costes van a ser muy grandes y tardarán mucho en recuperarse.

Ahí empiezan las dificultades. La reducción de costes observada se debe en realidad a distintos mecanismos. Además de aprender haciendo, se aprende investigando, se aprende por el uso de los productos, e incluso se aprende mucho copiando lo que les funciona a otros.

Separar estos mecanismos no es sencillo, y se están haciendo esfuerzos en los últimos años para mejorar nuestro conocimiento sobre las curvas de aprendizaje.

Por ejemplo, el European Commission's Joint Research Centre y el Energy Research Centre of the Netherlands (ECN) organizaron un taller experto sobre curvas de aprendizaje en Amsterdam el 8 de marzo de  2012. Como resultado del taller la Comisión Europea ha publicado un informe con las discusiones y conclusiones más destacadas.

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 Technology Learning Curves for Energy Policy Support

T. Wiesenthal, P. Dowling, J. Morbee, C. Thiel, B. Schade, P. Russ, S. Simoes, S. Peteves, K. Schoots, M. Londo

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La conclusión principal de este informe es que todavía está pendiente una investigación más a fondo de la que salgan respuestas cuantitativas a las cuestiones que se tratan de modelar con las curvas de aprendizaje, especialmente cuando se intenta deslindar el efecto de aprender haciendo de otros efectos como aprender buscando. Como en muchos otros modelos económicos, funciona mejor la explicación de lo que ha  sucedido que la predicción del futuro, debido  a que hay factores aleatorios que no son en principio predecibles como los éxitos que se alcanzarán con un cierto programa de investigación.

¿Por qué es todo esto importante y por qué es especialmente importante para la Unión Europea?

Es importante porque los beneficios del aprendizaje se invocan reiteradamente para defender que nuevas tecnologías que no son rentables ahora lo serán pronto, una vez que la producción se generalice y se haya extendido su uso. Así lo hace por ejemplo el informe de Greenpeace “Todo Renovables”, que defiende que en un país como España es posible que todas las necesidades energéticas sean cubiertas con energías renovables.

Es especialmente importante para la Unión Europea porque es aquí donde  la apuesta por las energías renovables es más clara, y lo es porque las energías renovables son su mejor opción en términos relativos con otras regiones que cuentan con otras bazas.

No es en absoluto falso que se aprenda haciendo y que las tecnologías mejoran su rentabilidad con el aumento de la producción acumulada. Lo que no parece es que los expertos sean capaces todavía de cuantificarlo. No podemos tener todavía un conocimiento bastante bueno de cuáles pueden ser los costes de transición de los combustibles fósiles a las energías renovables.

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Curvas de aprendizaje y cambio climático

Por ello, sigue siendo tan importante que el cambio climático sea el caso. Si el cambio climático es un asunto tan grave como parece que lo es, entonces la duda con respecto a si hay que asumir los costes de transición desaparece. No hay más remedio que asumirlos. 

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LAS TIERRAS RARAS. EL RESTO DEL MUNDO SE HA DORMIDO MIENTRAS CHINA SE HA CONVERTIDO EN EL GIGANTE DE LA INDUSTRIA. PREDICCIONES CUMPLIDAS EN 2021.

Tierras raras en China

Las tierras raras (elementos de la tabla periódica entre el  57 y el 71) son fundamentales en la fabricación de algunos componentes que intervienen en las nuevas tecnologías.

La investigación sobre su extracción y su uso se había desarrollado tradicionalmente en los Estados Unidos, pero desde principios de los noventa es un tema que ha despertado un enorme interés entre los estudiantes y los investigadores chinos.

Gran parte del impulso investigador proviene de un hecho concreto. En marzo de 1986 tres investigadores propusieron conjuntamente un plan, el programa 863, que fue aceptado por el entonces presidente Deng Xiaoping. Este programa se planteó con el objetivo de hacerse un hueco en la arena mundial; esforzarse por lograr avances en campos clave y dar un salto hacia la alta tecnología. Las tierras raras entraban en todas las áreas del programa.

Once años más tarde, en marzo de 1997, se planteó el programa 973, que con el 863 son los dos principales programas que se ocupan de las tierras raras. Con todo, hay un nombre propio especialmente vinculado con esta investigación,  Xu Guangxian, a quien se le considera  el padre de la química de las tierras raras.  

Xu recibió en el año 2009, a los 89 años,  el equivalente al premio nobel en China. 

Su biografía revela de algún modo los avatares de los investigadores chinos desde los años cincuenta. Se formó en los Estados Unidos entre 1946 Y 1951, pasando después a la Universidad de Pekín como profesor asociado. A partir de 1956 su investigación tiene que ver con la construcción de bombas atómicas, hasta 1966, año en el que se inicia la revolución cultural. A pesar de que Xu retorna a la investigación teórica no se salva de ser acusado de espionaje y acaba en un campo de trabajo, hasta 1972, año en el que vuelve a la Universidad de Pekín. Es entonces cuando se dedica de lleno a las tierras raras y consigue aplicar a éstas  con éxito tecnologías propias de la extracción de isotopos de uranio.

Este éxito tiene que ver con la reivindicación de Xu para que la investigación aplicada fuese acompañada de una profunda investigación teórica, reclutando estudiantes excelentes para el campo.

El trabajo de investigación se hace en cuatro laboratorios principales con decenas de científicos y técnicos entre los que se hay numerosos doctores.

Con todo este esfuerzo, China ha logrado dejar a un lado a los Estados Unidos tanto en la investigación como en el comercio de las tierras raras.

El uso y la explotación de tierras raras es algo que se había iniciado en los Estados Unidos, pero en 1992, en China ya eran conscientes del potencial que estas tenían. Deng Xiaoping proclamó entonces que si en Oriente Medio había petróleo, y esa era su fuente de poder en el mundo, en China había tierras raras.

Las tierras raras han ido cambiando su utilidad con el tiempo. De ser utilizadas en las televisiones en color (el europio), han pasado a ser utilizadas como imanes no eléctricos permanentes (neodimio), que permiten por ejemplo construir ordenadores más pequeños.

La tecnología magnética tiene multitud de aplicaciones en alta tecnología y el caso es que el liderazgo se ha desplazado completamente en los últimos años. En 1998 el 90% de la producción estaba en EEUU, Europa y Japón,  en el año 2007 ya había 130 empresas en China capaces de producir imanes de neodimio.

Con todo, la estrategia para controlar la producción de tierras raras no se ha limitado a investigar y crear empresas en China, ha intentado la adquisición de empresas clave en EEUU y otros países como Australia,, aunque de momento no ha logrado sus objetivos porque se le han puesto trabas, que responden a la preocupación de estos países ante la cuestión de por qué tiene tanto interés China en adquirir más control sobre las tierras raras cuando ya tiene el 57% de las reservas mundiales.

Esto puede explicarse viendo un cuadro más completo del asunto. Realmente la explotación de las tierras raras se está haciendo de un modo descontrolado y podría suceder que acabara con sus reservas en no mucho tiempo. 

Por otro lado está el problema ambiental. El tipo de minería que se está haciendo tiene un gran impacto. En la región de Baotou se producen 10 millones de toneladas de agua residual al año que contiene distintos contaminantes, que se descarga sin tratar, contaminando el agua potable y de riego. El destino final de estos residuos es el rió Amarillo.

Otra cuestión importante es que China está aumentado mucho sus necesidades de tierras raras para consumo interno. Sólo en un año (2008) el numero de usuarios de teléfonos móviles aumentó en 70 millones. Pero no sólo la tecnología que tiene que ver con las comunicaciones utiliza tierras raras, las energías renovables van a demandar estos elementos en cosas tan diversas como los parques eólicos o los coches híbridos. China, se decía en 2010, quiere alcanzar 100 Gigawatios de potencia en energía eólica para el 2020.

Con este panorama, la estrategia de vender mucho y muy barato está cambiando. China ha cerrado el grifo y con ello los precios suben (salvo coyunturas de bajada de la demanda). De lo que se trata ahora no es de vender la materia prima sino de vender el producto ya terminado.

El resto se ha dormido

Con todo esto, Cindy Hurst, analista de la U.S. Army’s Foreign Military Studies Office, decía ya en el año 2010, en un texto editado por el Institute for the Analysis of Global Security, que el resto del mundo se había dormido mientras China crecía para convertirse en el gran gigante de la industria de las tierras raras.

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China’s Rare Earth Elements Industry:What Can the West Learn? 

By Cindy Hurst. March 2010 

Institute for the Analysis of Global Security (IAGS)

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THOR LAKE, CANADA

El reto, dice Hurst, está en la búsqueda de nuevos yacimientos y en el desarrollo de la tecnología apropiada para explotarlos. 

Cita a  Scott Honan, directivo en la mina de Mountain Pass, California, para destacar las dificultades que esto tiene: "Nadie, que yo sepa, puede venir y decir que el próximo año empieza a explotar una mina nueva".

Fuera de los Estados Unidos hay algunas minas con posibilidades, pero ninguna es fácil. Thor Lake en Canadá, por ejemplo, está por debajo del agua en una región que se congela varios meses al año. 

Con la mina de Mountin Pass, Los EEUU es quizás capaz de abastecer sus necesidades, lo que no puede hacer es competir con China en exportación. Algunas previsiones  ("the Dudley chart.”) apuntaban al año 2014 como el año en que la producción mundial se aproximaría a las necesidades internas de China. Este el momento de comprobar con andan las cosas en 2021. 

El U.S. Geological Survey es optimista con respecto a la existencia de yacimientos de tierras raras, el problema es ser capaces de ponerlos en explotación a tiempo. 

La conclusión final de Hurst es que si no se toman medidas como ponerse al día en la ciencia y la tecnología de las tierras raras y almacenar material suficiente para los próximos años, algunos países desarrollados tendrán en la falta de esta materia prima una amenaza para su alta tecnología. 

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LAS PREDICCIONES CUMPLIDAS:

 

¿Cómo CHINA puede CHANTAJEAR a OCCIDENTE? (Y ganar puntos en la GUERRA TECNOLÓGICA) .

VisualPolitik

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