TEMA 7: LA ENERGÍA Y EL PROBLEMA
ENERGÉTICO
En nuestra vida cotidiana usamos constantemente la energía.
• Los electrodomésticos que están enchufados consumen energía, unas veces directamente al utilizarlos, otras veces cuando se cargan para ser usados más tarde.
• También usamos energía para encender las luces de la casa, al subir o bajar del ascensor y en otras actividades.
• Al cocinar los alimentos o calentar el agua de la ducha, se consume energía.
• El transporte privado o público requiere energía.
• Otras muchas actividades requieren continuamente de energía.
La energía hace funcionar al mundo.
La energía es necesaria para el desarrollo económico de los países y para mejorar la calidad de vida.
El mapa muestra el consumo de energía eléctrica por países. En él se observa que un ciudadano de un país desarrollado consume diez veces más energía que una persona de un país no desarrollado.
1.- ¿Qué es la energía? ¿De dónde se obtiene?
Cualquier actividad necesita energía, ningún proceso físico, químico o biológico es posible sin energía. Es necesaria para que un ser vivo se mueva, una bombilla se encienda, para calentar el agua...
La ley universal de conservación de la energía, indica que la energía de un sistema aislado permanece en el tiempo, es decir “la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma” . Todo proceso de cambio lleva asociada la transformación de una forma de energía en otra. En cualquier cambio, la suma de las energías presentes antes del cambio es igual a la suma de las energías en que se han transformado después del cambio la energía se conserva.
En cualquier transformación energética, una parte de la energía inicial se disipa como calor y no se puede volver a utilizar. Por ejemplo, parte al poner en marcha una batidora, parte de de la energía eléctrica suministrada se transforma en energía mecánica útil, pero otra parte se pierde como calor debido a los rozamientos. Esta pérdida de energía útil se denomina degradación de la energía y es el origen del problema energético.
La energía como recurso natural
En tecnología y economía, una fuente de energía es un recurso natural, así como la tecnología asociada para explotarla y hacer un uso industrial y económico del mismo. Al ser un bien escaso, la energía es fuente de conflictos para el control de los recursos energéticos.
Las soluciones al problema de la energía son la búsqueda y el desarrollo de fuentes de energía alternativas, el consumo eficiente de la energía por todos y la cooperación entre países para el mejor aprovechamiento y distribución de los recursos energéticos disponibles.
Se denomina energía primaria a la contenida en las fuentes de energía. Para que esta energía esté disponible para el consumo deben realizarse diversas operaciones de transformación y transporte. Por ejemplo, el petróleo se extrae, se transporta a refinerías en barcos petroleros u oleoductos, y finalmente se transforma en productos consumibles como la gasolina.
Se denomina energía final a la energía que se utiliza en los puntos de consumo, como la energía eléctrica en los domicilios o la energía del gasóleo.
En los procesos de transformación y transporte siempre hay pérdidas de energía:
Energía primaria = energía final + energía perdida en transporte + energía perdida en otras operaciones
Por ejemplo, la energía eléctrica final consumida en un domicilio es solo el 25% de la energía primaria de los combustibles fósiles que se han necesitado para generarla.
Es común clasificar las fuentes de energía según incluyan el uso irreversible o no. Según este criterio se habla de dos grandes grupos de fuentes de energía explotables tecnológicamente:
Energías renovables
No renovables
Solar Carbón
Eólica Petróleo
Hidráulica Gas natural
Biomasa Energía atómica o nuclear que
requiere
A. Solar
La energía solar es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el Sol. Desde que surgió se le catalogó como la solución perfecta para las necesidades energéticas de todos los países debido a su universalidad y acceso gratuito ya que proviene del sol. Para los usuarios, el gasto está en el proceso de instalación del equipo solar (placa, termostato…). Este gasto, con el paso del tiempo, es cada vez menor por lo que no nos resulta raro ver en la mayoría de las casas las placas instaladas. No contamina y su captación es directa y de fácil mantenimiento.
La radiación solar que alcanza la Tierra puede aprovecharse por medio del calor que produce a través de la absorción de la radiación, por ejemplo en dispositivos ópticos o de otro tipo. Es una de las llamadas energías renovables, particularmente del grupo no contaminante, conocido como energía limpia o energía verde, si bien, al final de su vida útil, los paneles fotovoltaicos pueden suponer un residuo contaminante difícilmente reciclable al día de hoy.
La potencia de la radiación varía según el momento del día; las condiciones atmosféricas que la amortiguan y la latitud. La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de ambas. La radiación directa es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La difusa es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización, mientras que no es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas las direcciones.
Según informes de Greenpeace, la energía solar fotovoltaica podría suministrar electricidad a dos tercios de la población mundial en 2030.
B. Eólica
Energía eólica es la energía obtenida del viento, es decir, la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire, y que es transformada en otras formas útiles para las actividades humanas.
La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
En la actualidad, la energía eólica es utilizada principalmente para producir energía eléctrica mediante aerogeneradores. En estos, la energía eólica mueve una hélice y mediante un sistema mecánico se hace girar el rotor de un generador, normalmente un alternador, que produce energía eléctrica. Para que su instalación resulte rentable, suelen agruparse en concentraciones denominadas parques eólicos.
El crecimiento del uso de la energía eólica en el mundo ha sido muy importante en los últimos años y se prevé que siga aumentando en un 30 % anual para los próximos años.
En España la energía eólica produjo un 11% del consumo eléctrico en 2008, y un 13.8% en 2009.
de gases de efecto invernadero al reemplazar termoeléctricas a base de combustibles fósiles, lo que la convierte en un tipo de energía verde.
Desde hace unos años en España es mayor la capacidad teórica de generar energía eólica que nuclear y es el segundo productor mundial de energía eólica, después de Alemania. España y Alemania también llegaron a producir en 2005 más electricidad desde los parques eólicos que desde las centrales hidroeléctricas.
Está previsto para los próximos años un desarrollo de la energía eólica marina en España (La idea de situar los molinos en el mar, aunque con mucho futuro, actualmente no esta desarrollada y todos los intentos hasta el momento han sido fracasos).
Ventajas
La energía eólica no contamina, es inagotable y frena el agotamiento de combustibles fósiles contribuyendo a evitar el cambio climático.
Evita la contaminación que conlleva el transporte de los combustibles: gas, petróleo, gasoil, carbón.
Reduce el intenso tráfico marítimo y terrestre cerca de las centrales.
Suprime los riesgos de accidentes durante estos transportes: desastres con petroleros, traslados de residuos nucleares, etc.
No hace necesaria la instalación de líneas de abastecimiento: canalizaciones a las refinerías o las centrales de gas.
No presenta incidencia sobre las características fisicoquímicas del suelo, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierras.
No afecta a los acuíferos, no produce gases tóxicos
Al finalizar la vida útil de la instalación, el desmantelamiento no deja huellas. Desventajas
El aire al ser un fluido de pequeño peso específico, implica fabricar máquinas grandes y en consecuencia caras. Su altura puede igualar a la de un edificio de diez o más plantas.
Su intermitencia.
Produce un impacto visual inevitable, ya que por sus características precisa unos emplazamientos que normalmente resultan ser los que más evidencian la presencia de las máquinas (cerros, colinas, litoral).
Un impacto negativo es el ruido producido por el giro del rotor, siempre que estemos próximos a los molinos.
C. Hidráulica
En una central hidroeléctrica se aprovechan la energía potencial que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual transmite la energía a un generador donde se transforma en energía eléctrica.
Las formas más frecuentemente utilizadas para explotar la energía hidráulica son: 1.- Desvío del cauce de agua
El principio fundamental de esta forma de aprovechamiento hidráulico de los ríos se basa en el hecho de que la energía potencial de los ríos podría ser aprovechada si se hacer pasar al agua a través de una turbina.
2.- Interceptación de la corriente de agua
Este método consiste en la construcción de una presa que retenga el cauce de agua causando un aumento del nivel del río en su parte anterior a la presa de agua, el cual podría eventualmente convertirse en un embalse.
3.- Centrales de bombeo o reversibles.
Una central hidroeléctrica reversible es una central hidroeléctrica que además de poder transformar la energía potencial del agua en electricidad, tiene la capacidad de hacerlo a la inversa, es decir, aumentar la energía potencial del agua (por ejemplo subiéndola a un embalse) consumiendo para ello energía eléctrica. De esta manera puede utilizarse como un método de
almacenamiento de energía (una especie de batería gigante). Están concebidas para satisfacer la demanda energética en horas pico y almacenar energía en horas valle.
Aunque lo habitual es que estas centrales bombeen el agua entre dos embalses a distinta altura, existe un caso particular llamado centrales de bombeo puro donde el embalse superior se sustituye por un gran depósito cuya única aportación de agua es la que se bombea del embalse inferior.
Ventajas:
La generación de la energía hidroeléctrica proporciona una alternativa para la quema de los combustibles fósiles, o la energía nuclear, que permite satisfacer la demanda de energía sin producir agua caliente, emisiones atmosféricas, ceniza, desechos radioactivos ni emisiones de CO2.
Pueden incluir el control de las inundaciones. Inconvenientes:
Los impactos ambientales de los proyectos hidroeléctricos son siempre significativos:
Principalmente la construcción y operación de la represa y el embalse constituyen la fuente principal de impactos del proyecto hidroeléctrico.
Los proyectos de las represas de gran alcance pueden causar cambios ambientales irreversibles, alteración de las condiciones de vida de la fauna fluvial en un área geográfica muy extensa, inundación de núcleos urbanos. Los críticos más severos sostienen que los costes sociales, ambientales y económicos de estas represas pesan más que sus beneficios y que, por lo tanto, no se justifica la construcción de las represas grandes.
Además de los efectos directos e indirectos de la construcción de la represa sobre el medio ambiente, se deberán considerar los efectos del medio ambiente sobre la represa. Los principales factores ambientales que afectan el funcionamiento y la vida de la represa son aquellos que se relacionan con el uso de la tierra, el agua y los otros recursos en las áreas de captación aguas arriba del reservorio (p.ej., la agricultura, la colonización, el desbroce del bosque) que pueden causar una mayor acumulación de limos, y cambios en la cantidad y calidad del agua del reservorio y del río.
D. Biomasa
Una parte de la energía que llega a la Tierra procedente del Sol es absorbida por las plantas, a través de la fotosíntesis, y convertida en materia orgánica con un mayor contenido energético que las sustancias minerales. Entre las formas de biomasa más destacables por su aprovechamiento energético destacan los combustibles energéticos (caña de azúcar, remolacha, etc.) y los residuos (agrícolas, forestales, ganaderos, urbanos, lodos de depuradora, plantas, etc.)
Se distinguen varios tipos de biomasa, según la procedencia de las sustancias empleadas, como la biomasa vegetal, relacionada con las plantas en general (troncos, ramas, tallos, frutos, restos y residuos vegetales, etc.); y la biomasa animal, obtenida a partir de sustancias de origen animal (grasas, restos, excrementos, etc.).
El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente (por ejemplo, por combustión), o por transformación en otras sustancias que pueden ser aprovechadas más tarde como combustibles.
Los biocarburantes son combustibles líquidos que proceden de materias agrícolas ricas en azúcares, como los cereales (bioetanol) o de grasas vegetales, como semillas de colza o girasol de calabaza (biodiésel). Este tipo también puede denominarse como “cultivos energéticos”. El bioetanol va dirigido a la sustitución de la gasolina; y el biodiesel trata de sustituir al gasóleo. Se puede decir que ambos constituyen una alternativa a los combustibles tradicionales del sector del transporte, que derivan del petróleo.
estiércoles de las granjas de vacas y cerdos pueden valorizarse energéticamente por ejemplo, aprovechando el gas (o biogás) que se produce a partir de ellos, para producir
calor y electricidad.
Y de la misma forma puede aprovecharse la energía de las basuras urbanas, porque también producen un gas o biogás combustible, al fermentar los residuos orgánicos, que se puede captar y se puede aprovechar energéticamente produciendo energía eléctrica y calor.
E. Geotérmica
La energía geotérmica es aquella energía que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. El calor del interior de la Tierra se debe a varios factores, entre los que cabe destacar el gradiente geotérmico, fuentes de calor magmático, etc.
Ventajas
Es una fuente que evitaría la dependencia energética del exterior.
Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto ambiental que los originados por el petróleo y el carbón.
Sistema de gran ahorro, tanto económico como energético. Ausencia de ruidos exteriores.
Los recursos geotérmicos son mayores que los recursos de carbón, petróleo, gas natural y uranio.
No está sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede mantenerse a precios nacionales o locales.
El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de conducciones (gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles.
Inconvenientes
En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.
Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc. Contaminación térmica.
Deterioro del paisaje. No se puede transportar.
No está disponible más que en determinados lugares.
F. Carbón
El carbón es una roca sedimentaria de color negro, utilizada como combustible fósil. Se cree que la mayor parte del carbón se formó durante el período Carbonífero (hace 280 a 345 millones de años).
2.- Consumo de energía en España
Los países que carecen de reservas importantes tienen una gran dependencia energética respecto de los países productores de combustibles fósiles.
La dependencia energética de España es del 82% respecto al consumo total de energía, mientras que la dependencia media de los países de la Unión Europea es del 50%. La dependencia española es prácticamente del 100% en petróleo y gas natural. Por el contrario, toda la energía consumida que proviene de la energía nuclear y de las energías renovables se produce en España.
Los combustibles fósiles (petróleo, el carbón y el gas natural) continúan siendo la principal fuente de energía. Casi el 90% de la energía consumida en el mundo proviene de la combustión de estos materiales. Estos combustibles han sido la base de un extraordinario desarrollo social y económico, pero sus reservas son limitadas y se van agotando. Además, su impacto ambiental ha sido muy negativo por la emisión de gases contaminantes y de dióxido de carbono (CO2), el principal gas responsable del efecto invernadero.
El sector industrial ha sido tradicionalmente el mayor consumidor de energía en España. Sin embargo, las medidas de ahorro que comenzaron a ponerse en práctica en los años setenta y las mejoras en los procesos industriales, unidas por otra parte al gran aumento de la movilidad de personas y mercancías, sobre todo por carretera, han hecho que el transporte sea a partir de los años noventa el sector que más energía consume.
3.- Gasto energético del transporte
El desarrollo socioeconómico ha propiciado una mayor movilidad de las personas y un incremento en el desplazamiento de mercancías. Como consecuencia, el sector del transporte ha pasado a ser el sector que más energía consume, sobre todo gasolina y gasóleo. Aproximadamente, el 40% de la energía final consumida en España corresponde al transporte.
Ello ha traído consecuencias negativas: se tiene una mayor dependencia del petróleo y se ha incrementado la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) y de otros contaminantes. El uso de derivados del petróleo en el transporte es el responsable del 25% del dióxido de carbono liberado a la atmósfera.
Entre las líneas de actuación para reducir las emisiones de GEI y consumo energético en el transporte, consiste en desvincular la demanda de transporte y el crecimiento económico, mediante nuevas tecnologías y programas de ahorro y mejora de la eficiencia energética, con la aprobación y la cooperación consciente de la sociedad.
Consumo energético de los diferentes medios de transporte
La movilidad de las personas se ha incrementado notablemente en las últimas décadas. Pero la distribución de este con-sumo entre los diferentes medios de transporte varía enormemente, como se representa en la figura.
El modelo español de movilidad se sustenta en una gran dependencia del vehículo privado motorizado. Pero es un modelo no sostenible y que está próximo a su fin.
El reto es cómo lograr una movilidad más sostenible, socialmente más justa e inclusive, más respetuosa con el medio ambiente, más económica para todos y generadora de empleo.
El despilfarro energético del vehículo privado
El rendimiento del motor de explosión es muy bajo (15%)
La ocupación media es muy baja, por termino medio 1,2 personas/vehículo
El transporte de mercancías
La gráfica muestra las diferencias en las intensidades energéticas de los modos de transporte de mercancías para distintos modos de transporte.
Las figuras anteriores demuestran una clara desventaja del modo carretera frente a los otros modos.
4.- Los cambios necesarios en el transporte
El cambio de modelo de movilidad
El cambio de modelo de movilidad significa dar alternativas al mismo a partir de la detección y conocimiento de los impactos negativos del actual.
Criterios de una nueva cultura de la movilidad:
Contribuir a detener el calentamiento global atribuible al uso energético, ya que el transporte por carretera y el aéreo son en España uno de los principales emisores de gases de efecto invernadero.
Mejorar la calidad del aire en las áreas urbanas con efectos sobre la salud de sus residentes, ya que el transporte rodado a motor es el principal emisor de contaminantes
Minimizar las importaciones de derivados del petróleo, que ocasiona la enorme dependencia energética del exterior que contribuye a incrementar el déficit de la balanza de pagos.
Reducir la elevada siniestralidad que caracteriza la dependencia del uso masivo de automóvil y motocicletas.
Contribuir a atenuar los impactos sociales negativos asociados a un modelo territorial basado en exceso en la accesibilidad universal con el vehículo privado motorizado que conlleva tener dificultades de acceder a algunos bienes y servicios.
Disminuir la congestión en las áreas urbanas donde las vías están cada vez más saturadas, lo que conlleva un considerable aumento de las emisiones contaminantes, del consumo energético y del tiempo dedicado a los desplazamientos en detrimento del tiempo personal y familiar.
Incremento de la utilización de medios de transporte como el tren y el autobús en los desplazamientos interurbanos, y la bicicleta y el transporte público en los desplazamientos urbanos
Cambio en los modelos de distribución de mercancías
Reducción de la dependencia de la carretera, aunque siga siendo el modo mayoritario, favoreciendo el ferrocarril y el transporte marítimo.
recogida de cargas y distribución final, por lo que las instalaciones logísticas multimodales serán elemento clave para lograr un cambio significativo en la distribución.
Desarrollo de nuevas tecnologías
Fabricación de vehículos con menor consumo de combustible, diseños más aerodinámicos y de menor tamaño.
Desarrollo de nuevos sistemas de propulsión, como el hidrógeno y la electricidad. En algunas ciudades europeas ya circulan autobuses no contaminantes que funcionan con pilas de hidrógeno. Los vehículos con propulsión eléctrica contribuirán a la reducción de las emisiones de dióxido de carbono.
Desarrollo de combustibles alternativos al petróleo, como los biocombustibles o el gas natural.
Los biocombustibles:
Son combustibles líquidos o gaseosos obtenidos de la biomasa y, por tanto, una fuente renovable de energía. Son combustibles de origen vegetal con características similares a los combustibles fósiles. Pueden utilizarse en motores de explosión; no contienen azufre, por lo que no contribuyen a la lluvia ácida. Los principales biocombustibles son:
El biodiesel, obtenido a partir de semillas oleaginosas (girasol, soja, etc) y de aceites vegetales usados.
El bioetanol, obtenido de la fermentación de cultivos vegetales ricos en almidón, en azúcar o en celulosa. Es el biocombustible más utilizado.
El biogás, obtenido de la fermentación de residuos animales. Puede sustituir al gas natural
Los biocarburantes o biocombustibles líquidos se mezclan con combustibles fósiles para su utilización en los motores de explosión.
La Comisión Europea se ha marcado el objetivo del 10% en el uso de los biocombustibles como combustibles de automoción para el año 2020.
5.- El consumo energético doméstico
El consumo energético doméstico representa casi la quinta parte de la energía consumida en España. Además, se incrementa todos los años por la mejora del equipamiento doméstico (electrodomésticos, calefacción, aire acondicionado, etc). Desde el año 2007, los nuevos edificios deben tener, con carácter obligatorio, la certificación energética en función de sus características de aislamiento, sistemas de calefacción, agua caliente y aire acondicionado.
Según su procedencia, la energía consumida en las viviendas españolas se distribuye del siguiente modo:
• La utilización de la energía eléctrica cubre otra tercera parte del consumo energético doméstico.
• El gas natural es la fuente de energía que más ha incrementado su uso en los hogares durante los últimos años.
• El carbón como fuente de energía va desapareciendo de las viviendas españolas y apenas cubre actualmente el 1 % de la demanda energética.
El consumo energético de un hogar depende de diversos factores:
• La zona climática en que se encuentra. En algunos lugares no se necesita calefacción a lo largo del año. Casi el 10% de las viviendas españolas no tiene ningún sistema de calefacción.
• La calidad del aislamiento de paredes y ventanas. Un buen aislamiento reduce a la mitad el consumo energético en calefacción.
• El equipamiento del hogar, es decir, el número y tipo de electrodomésticos, televisores, ordenadores, etc., de que dispone.
• El grado de eficiencia con que se utilizan los sistemas de calefacción, agua caliente y los equipamientos.
Consumo energético de los hogares españoles por usos
Consumo % de utilización
Calefacción 46 %
Agua Caliente Sanitaria 21 %
Iluminación 16 %
Electrodomésticos 13 %
Cocina 2%
Aire acondicionado 1 %
La calefacción representa casi la mitad de la energía que gastamos en casa; las instalaciones de calefacción y agua caliente acumulan las dos terceras partes del consumo energético doméstico.
La iluminación es el uso en el que se puede conseguir un mayor ahorro energético en los hogares.
Los hogares españoles consumen más energía en electrodomésticos que en iluminación. El consumo energético en los aparatos de aire acondicionado representa una parte muy pequeña del consumo global en los hogares.
6.- Generación de energía eléctrica
La energía eléctrica es una de las más utilizadas, debido fundamentalmente a su limpieza y a la facilidad con la que se le genera, transporta y convierte en otras formas de energía. La energía eléctrica puede transformarse, una vez aplicada a procesos y aparatos de la más diversa naturaleza, en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa, energía mecánica o energía térmica. La energía eléctrica es unas de las más utilizadas en el consumo doméstico.
Para contrarrestar todas estas virtudes hay que reseñar la dificultad que presenta su almacenamiento directo en los aparatos llamados acumuladores.
La energía eléctrica se produce en grandes cantidades en las centrales eléctricas, desde las cuales se distribuye mediante estaciones transformadoras a los usuarios. Existen diferentes tipos de centrales eléctricas:
Una central termoeléctrica permite generar de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón, aunque puede ser también por una fisión nuclear (central nuclear) o por el calor del sol (central térmica solar).
Central termoeléctrica clásica:
En ella la generación de energía eléctrica se realiza a partir de la energía liberada en forma de calor, normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón.
Central térmica de ciclo combinado
Utiliza gas natural o gasóleo como combustible para alimentar una turbina de gas; los gases de escape de la turbina, a una elevada temperatura, se utilizan para producir vapor que mueve una segunda turbina, esta vez de vapor. Cada una de estas turbinas está acoplada a su correspondiente alternador para generar energía eléctrica.
Normalmente durante el proceso de partida de estas
centrales solo funciona la turbina de gas; a este modo de operación se lo llama ciclo abierto. Si bien la mayoría de las centrales de este tipo pueden intercambiar el combustible (entre gas y diésel) incluso en funcionamiento.
Como la diferencia de temperatura que se produce entre la combustión y los gases de escape es más alta que en el caso de una turbina de gas o una de vapor, se consiguen rendimientos muy superiores, del orden del 55%.
Este tipo de centrales generaron el 32% de las necesidades españolas de energía eléctrica en 2008.
Ventajas
masiva.
Su funcionamiento no depende de las condiciones meteorológicas, pudiendo generar electricidad de forma continuada, o aumentarla cuando aumenta la demanda.
Inconvenientes
El uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases de efecto invernadero (CO2) y de lluvia ácida a la atmósfera (óxidos de nitrógeno NO2 y óxidos de azufre
SO2), junto a partículas que pueden contener metales pesados.
Al ser los combustibles fósiles una fuente de energía finita, su uso está limitado a la duración de las reservas y/o su rentabilidad económica.
Sus emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local.
Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en éstos.
Centrales nucleares:
Una central o una planta nuclear se caracteriza por el empleo de combustible nuclear compuesto básicamente de material fisionable que mediante reacciones nucleares proporcionan calor que a su vez es empleado a través de un ciclo termodinámico convencional para producir el movimiento de alternadores que transforman el trabajo mecánico en energía eléctrica. Estas centrales constan de uno o más reactores. El núcleo de un reactor nuclear consta de un contenedor o vasija en cuyo interior se albergan bloques de un material aislante
de la radioactividad, comúnmente se trata de grafito o de hormigón relleno de combustible nuclear formado por material fisible (uranio-235 o plutonio-239). En el proceso se establece una reacción sostenida y moderada gracias al empleo de elementos auxiliares que absorben el exceso de neutrones liberados manteniendo bajo control la reacción en cadena del material radiactivo; a estos elementos se les denominan moderadores. El blindaje especial que rodea al reactor, absorbe la radiactividad emitida en forma de neutrones, radiación gamma, partículas alfa y partículas beta. Un circuito de refrigeración externo ayuda a extraer el exceso de calor generado.
En España las centrales nucleares generaron el 20 % de la energía eléctrica necesaria en 2008.
Ventajas
Las centrales nucleares son poco contaminantes. No emiten óxidos de nitrógeno y azufre ni dióxido de carbono. Por tanto, no contribuyen al efecto invernadero ni a la contaminación atmosférica. Son una opción para luchar contra el cambio climático.
Generan energía de modo continuo y a menores costes que otros tipos de centrales. Permiten disminuir la dependencia del petróleo.
En una central dotada de las adecuadas medidas de seguridad la probabilidad de que ocurra un accidente es muy baja.
Actualmente muchos gobiernos se plantean potenciar la energía nuclear para resolver los problemas energéticos.
Inconvenientes:
La opinión pública de muchos países se opone al uso de la energía nuclear. Los motivos de este rechazo son los siguientes:
períodos dilatados de tiempo, incluso en zonas muy alejadas.
Los residuos nucleares producidos en las centrales se almacenan a largo plazo en depósitos especiales, pero mantienen una alta actividad radiactiva durante mucho tiempo. Aún no se ha conseguido una solución definitiva al problema del almacenamiento de residuos radiactivos.
Los residuos radiactivos son productos de desecho que contienen sustancias radiactivas y que no están destinados a ningún uso. Se generan en las centrales nucleares y en otras instalaciones con materiales radiactivos (sanitarias, industriales, etc.).
Los residuos nucleares, cuyo aspecto es igual al del combustible nuevo emiten radiación alfa, beta y gamma, además de generar calor como consecuencia de la desintegración radiactiva. Además contienen diferentes sustancias que desarrollan su radiactividad independientemente, lo que dificulta el tratamiento de los residuos.
Se genera un peligro importante en el transporte de los residuos desde las centrales al almacén temporal centralizado.
Almacenamiento de los residuos. Los residuos de baja y media actividad se almacenan en instalaciones subterráneas a poca profundidad. Los residuos de alta actividad, que pueden mantener su peligrosidad durante miles de años, se almacenan en formaciones geológicas de gran estabilidad a varios cientos de metros bajo la superficie. Está opción sin embargo, no ofrece una solución definitiva al problema, sino que queda pendiente para generaciones futuras. Se trata, por tanto, de una opción de gestión temporal, y no final.
El riesgo de utilizar la tecnología nuclear para el desarrollo de armas.
En una central hidroeléctrica aprovechan la energía potencial que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual transmite la energía a un generador donde se transforma en energía eléctrica.
La energía del viento es utilizada mediante el uso de máquinas eólicas (o aeromotores) capaces de transformar la energía eólica en energía mecánica de rotación utilizable, ya sea para accionar directamente las máquinas operatrices, como para la producción de energía eléctrica.
Células fotovoltaicas convierten la energía solar en energía eléctrica. Se aprovecha el efecto fotovoltaico
¿Cuánto cuesta un kilovatio?
Un kilovatio-hora es la forma típica en que se mide la electricidad se mide. Un kilovatio-hora se refiere al uso de un producto o un conjunto de dispositivos que utilizan 1.000 vatios durante una hora.
afirman que el modelo energético debe ser el que menor coste económico tenga, independientemente del coste medioambiental.
Según los datos del Ministerio de Industria, Red Eléctrica de España y Unesa (Asociación Española de la Industria Eléctrica) en el 2008 los costes por Megakilovatio/hora serían:
Costes por MW/h:
Energía nuclear: 36 euros. Energía hidráulica: 45 euros Por quema de carbón: 52 euros Quema de gas: 60 euros
Energía eólica: 84 euros
Energía solar fotovoltaica: 430 euros.
7.- Hacia una energía sostenible
El modelo actual de desarrollo económico, basado en el consumo de combustibles fósiles, es insostenible. El consumo global de energía se duplicará si se mantiene el ritmo actual, en 35 años y se triplicará en 55. Las reservas de petróleo, gas y carbón se van agotando.
El consumo de combustibles fósiles genera cada año una mayor cantidad de contaminantes y de gases de efecto invernadero, que incrementan los riesgos del cambio climático.
Es preciso avanzar hacia un modelo energético sostenible, es decir, un modelo en el que las generaciones actuales puedan cubrir sus necesidades energéticas garantizando un futuro a las próximas generaciones; además, este modelo debe asegurar el cuidado y el respeto del medio ambiente. Las vías para alcanzar un modelo de energía sostenible son:
La eficiencia energética. El uso racional de la energía supone no gastar energía en actividades innecesarias y utilizar la energía minimizando las pérdidas. La UE estima que se podría ahorrar el 20% de la energía consumida con pautas de conducta adecuadas de eficiencia energética. Es posible un uso más eficiente de la energía en el transporte, en los domicilios, en la industria, etc.
contribuyendo eficazmente al ahorro energético (bombillas de bajo consumo, materiales aislantes, coches eléctricos e híbridos, paneles solares para viviendas, motores de explosión de bajo consumo, etc.).
También se desarrollan tecnologías para reducir la emisión de CO2 en las fuentes
tradicionales de energía, como la captura y almacenamiento de este gas en el subsuelo.
Finalmente, se investiga en la mejora de la producción de energías convencionales, como la cogeneración, las centrales de gas de ciclo combinado, etc.
La potenciación de las energías renovables. Las energías renovables, inagotables y con poco impacto ambiental, suponen aún una pequeña parte del suministro energético. El incremento de la aportación de las energías eólica, solar, de la biomasa, etc., contribuye a rebajar la emisión de gases de efecto invernadero y a disminuir la dependencia energética de los combustibles fósiles.
El desarrollo de nuevas energías. Algunas energías, actualmente en fase experimental o de investigación, pueden aportar una parte muy importante del consumo energético futuro. Entre ellas merecen especial atención el hidrógeno y la fusión nuclear.
Consumo de energías en España (2009)
Fuente de energía Consumo de energía primaria (ktep) Consumo % Petróleo 63.673 48,8 Gas natural 31.750 10,5 Carbón 10.353 7,9 Energías renovables 12.325 9,4 Saldo eléctrico * -697 -0,5
Total 130.508 100%
Unidades: KiloToneladas equivalentes de petróleo (ktep) * Saldo eléctrico = Importaciones - Exportaciones
Fuente de energía Consumo de energía primaria (ktep) Consumo % Biomasa y residuos 5.088 3,9 Eólica 3.196 2,4 Hidráulica 2.258 1,7 Biocarburantes 1.058 0,8 Solar 716 0,5 Geotérmica 9 0
Total 12.325 9,4
Fuente: Ministerio de Industria, Turismo y Comercio (La energía en España 2009)
8.- Medidas de la Comisión Europea
Ir a la página Web de la Comisión Europea
El cambio climático es uno de los mayores desafíos a los que nos enfrentamos. De no producirse una actuación rápida a escala mundial para estabilizar la temperatura de la superficie del planeta —que sigue aumentando— los daños pueden ser catastróficos y sin vuelta atrás. La UE ha propuesto un paquete integrado de medidas sobre cambio climático y energía que prevé nuevos y ambiciosos objetivos para 2020. Su intención es llevar a Europa hacia el camino del futuro sostenible, con una economía que genere pocas emisiones de dióxido de carbono y consuma menos energía.
Los compromisos de la Unión Europea para lograrlo son:
Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 20% (30% si se alcanza un acuerdo internacional).
Ahorrar el 20% del consumo de energía mediante una mayor eficiencia energética, además, en cada país el 10% de las necesidades del transporte deberán cubrirse mediante biocombustibles.
Promover las energías renovables hasta el 20%.
¿Qué puedo hacer yo?
Somos 500 millones de europeos y si todos ponemos un poquito de nuestra parte, colaboraremos a evitar el cambio climático y ahorraremos dinero. En los enlaces inferiores encontraras algunos consejos de la Comisión Europea para colaborar.
