En los últimos años, las energías alternativas han sido objeto de intenso interés y debate. Gracias a la amenaza del cambio climático y al hecho de que las temperaturas globales promedio continúan aumentando año tras año, el impulso para encontrar formas de energía que reduzcan la dependencia de la humanidad de los combustibles fósiles, el carbón y otros métodos contaminantes se ha intensificado naturalmente.
Si bien la mayoría de los conceptos de energía alternativa no son nuevos, solo en las últimas décadas el problema se ha vuelto urgente. Y gracias a las mejoras en la tecnología y la producción, los costos de la mayoría de las formas de energía alternativa han disminuido mientras que la eficiencia ha aumentado. Pero, ¿qué es la energía alternativa y cuál es la probabilidad de que se convierta en una corriente principal?
Definición:
Naturalmente, existe cierto debate sobre qué significa 'energía alternativa' y a qué se puede aplicar. Por un lado, el término puede referirse a formas de energía que no aumentan la huella de carbono de la humanidad. En este sentido, puede incluir cosas como instalaciones nucleares, energía hidroeléctrica e incluso cosas como gas natural y “carbón limpio”.
Paneles solares residenciales en Alemania. Crédito: Wikimedia Commons / Sideka Solartechnik
Por otro lado, el término también se usa para referirse a los que actualmente se consideran métodos de energía no tradicionales, como la energía solar, eólica, geotérmica, de biomasa y otras adiciones recientes. Este tipo de clasificación descarta métodos como el hidroeléctrico, que existen desde hace más de un siglo y, por lo tanto, son bastante comunes en ciertas regiones del mundo.
Otro factor es que las fuentes de energía alternativas se consideran 'limpias', lo que significa que no producen contaminantes nocivos. Como ya se señaló, esto puede referirse al dióxido de carbono, pero también a otras emisiones como monóxido de carbono, dióxido de azufre, óxido de nitrógeno y otros. Dentro de estos parámetros, la energía nuclear no se considera una fuente de energía alternativa porque produce residuos radiactivos que son altamente tóxicos y deben ser almacenados.
En todos los casos, sin embargo, el término se usa para referirse a formas de energía que vendrán a reemplazar a los combustibles fósiles y al carbón como la forma predominante de producción de energía en las próximas décadas.
Tipos de energía alternativa:
Estrictamente hablando, existen muchos tipos de energías alternativas. Una vez más, las definiciones se convierten en un punto de conflicto, y el término se ha utilizado en el pasado para referirse a cualquier método que se consideraba no convencional en ese momento. Pero al aplicar el término de manera amplia para referirse a las alternativas al carbón y los combustibles fósiles, puede incluir cualquiera o todos los siguientes:
Hidroelectricidad:Esto se refiere a la energía generada por represas hidroeléctricas, donde el agua que cae (es decir, ríos o canales) se canaliza a través de un aparato para hacer girar turbinas y generar electricidad.
Una planta de energía nuclear que libera vapor caliente como subproducto de su lento proceso de fisión. Crédito: Wikipedia Commons / Emmelie Callewaert
La energía nuclear:Energía que se produce mediante reacciones de fisión lenta. Varillas de uranio u otros elementos radiactivos calientan el agua para generar vapor, que a su vez hace girar turbinas para generar electricidad.
Energía solar:Energía aprovechada directamente del Sol, donde las células fotovoltaicas (generalmente compuestas de sustrato de silicio y dispuestas en grandes conjuntos) convierten los rayos del Sol directamente en energía eléctrica. En algunos casos, el calor producido por la luz solar también se aprovecha para producir electricidad, lo que se conoce como energía solar térmica.
Energía eólica:Energía generada por el flujo de aire, donde el viento hace girar grandes turbinas de viento para generar electricidad.
Energía geotermica:Energía generada por el calor y el vapor producido por la actividad geológica en la corteza terrestre. En la mayoría de los casos, esto consiste en colocar tuberías en el suelo sobre zonas geológicamente activas para canalizar el vapor a través de las turbinas, generando así electricidad.
Energía de las mareas:Energía generada por arneses de mareas ubicados alrededor de las costas. Aquí, los cambios diarios de las mareas hacen que el agua fluya hacia adelante y hacia atrás a través de las turbinas, generando electricidad que luego se transfiere a las centrales eléctricas a lo largo de la costa.
Biomasa:Esto se refiere a combustibles que se derivan de plantas y fuentes biológicas, es decir, etanol, glucosa, algas, hongos, bacterias, que podrían reemplazar a la gasolina como fuente de combustible.
Hidrógeno:Energía derivada de procesos que involucran gas hidrógeno. Esto puede incluir convertidores catalíticos, donde las moléculas de agua se rompen y se vuelven a unir por electrólisis; pilas de combustible de hidrógeno, donde el gas se utiliza para alimentar motores de combustión interna o se calienta y se utiliza para hacer girar turbinas; o fusión nuclear, donde los átomos de hidrógeno se fusionan en condiciones controladas para liberar cantidades increíbles de energía.
El reactor Mega Ampere Spherical Tokamak (MAST) en el Culham Center for Fusion Energy (Reino Unido). Crédito: CCFE
Energía alternativa y renovable:
En muchos casos, las fuentes alternativas de energía también son renovables. Sin embargo, los términos no son completamente intercambiables debido al hecho de que muchas formas de energía alternativa dependen de un recurso finito. Por ejemplo, la energía nuclear depende del uranio u otros elementos pesados que deben extraerse.
Mientras tanto, la energía eólica, solar, mareomotriz, geotérmica e hidroeléctrica dependen de fuentes que son completamente renovables. Los rayos del sol son la fuente de energía más abundante de todas y, aunque están limitados por el clima y los patrones diurnos, son perennes y, por lo tanto, inagotables desde el punto de vista de la industria. El viento también es una constante, gracias a la rotación de la Tierra y los cambios de presión en nuestra atmósfera.
Desarrollo:
Actualmente, la energía alternativa está todavía en pañales. Sin embargo, este panorama está cambiando rápidamente debido a una combinación de presión política, desastres ecológicos mundiales (sequía, hambruna, inundaciones, tormentas) y mejoras en la tecnología de energía renovable.
Por ejemplo, en 2015, las necesidades energéticas del mundo seguían siendo cubiertas predominantemente por fuentes como el carbón (41,3%) y el gas natural (21,7%). La energía hidroeléctrica y nuclear representaron el 16,3% y el 10,6%, respectivamente, mientras que las 'renovables' (es decir, solar, eólica, biomasa, etc.) representaron solo el 5,7%.
En Dinamarca, la energía eólica representa el 28% de la producción eléctrica y es más barata que la energía del carbón. Crédito: denmark.dk
Esto representó un cambio significativo con respecto a 2013, cuando el consumo global de petróleo, carbón y gas natural fue de 31,1%, 28,9% y 21,4%, respectivamente. La energía nuclear e hidroeléctrica representó el 4.8% y el 2.45, mientras que las fuentes renovables representaron solo el 1.2%.
Además, ha aumentado el número de acuerdos internacionales sobre la reducción del uso de combustibles fósiles y el desarrollo de fuentes de energía alternativas. Estos incluyen el Directiva de energías renovables firmado por la Unión Europea en 2009, que estableció objetivos para el uso de energía renovable para todos los estados miembros para el año 2020.
Básicamente, el acuerdo establecía que la UE cubrirá al menos el 20% de sus necesidades energéticas totales con energías renovables para 2020, y que al menos el 10% de sus combustibles de transporte provienen de fuentes renovables para 2020. En noviembre de 2016, la Comisión Europea revisó estos objetivos, que establecen que un mínimo del 27% de las necesidades energéticas de la UE procederán de las energías renovables para 2030.
En 2015, la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC) se reunió en París para elaborar un marco para la mitigación de los gases de efecto invernadero y el financiamiento de energías alternativas que entraría en vigor en 2020. Esto llevó a El Acuerdo de Paris , que fue adoptado el 12 de diciembre de 2015 y abierto a las firmas el 22 de abril (Día de la Tierra) de 2016, en la Sede de la ONU en Nueva York.
Krafla, una central geotérmica ubicada en Islandia. Crédito: Wikipedia Commons / Ásgeir Eggertsson
Varios países y estados también se han destacado por su liderazgo en el campo del desarrollo de energías alternativas. Por ejemplo, en Dinamarca, la energía eólica proporciona hasta 140% de la demanda eléctrica del país , con el excedente proporcionado a países vecinos como Alemania y Suecia.
Islandia, gracias a su ubicación en el Atlántico Norte y sus volcanes activos, logró Confianza al 100% en energías renovables para 2012 a través de una combinación de energía hidroeléctrica y geotérmica. En 2016, la política de Alemania de eliminar gradualmente la dependencia del petróleo y la energía nuclear hizo que el país alcanzara un hito en 15 de mayo de 2016 - donde casi el 100% de su demanda de electricidad provino de fuentes renovables.
El estado de California también ha logrado avances impresionantes en términos de su dependencia de la energía renovable en los últimos años. En 2009, 11,6 minutos t de toda la electricidad en el estado provino de recursos renovables como el viento, la energía solar, la geotermia, la biomasa y las pequeñas centrales hidroeléctricas. Gracias a múltiples programas que fomentan el cambio a fuentes de energía renovables, esta dependencia aumentado al 25% en 2015.
Con base en las tasas actuales de adopción, las perspectivas a largo plazo para las energías alternativas son extremadamente positivas. De acuerdo a una Informe 2014 Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), la energía solar fotovoltaica y la energía solar térmica representarán el 27% de la demanda mundial para 2050, lo que la convierte en la mayor fuente de energía. Similar, un informe de 2013 sobre energía eólica indicó que para 2050, la energía eólica podría representar hasta el 18% de la demanda mundial.
La IEA Perspectivas energéticas mundiales 2016 También afirma que para 2040, el gas natural, el viento y la energía solar eclipsarán al carbón y al petróleo como fuentes de energía predominantes. Y algunos incluso llegan a decir que, gracias a los avances en la tecnología de energía solar, eólica y de fusión, Los combustibles fósiles se volverán obsoletos para 2050. .
Como ocurre con todas las cosas, la adopción de energías alternativas ha sido gradual. Pero gracias al creciente problema del cambio climático y la creciente demanda de electricidad en todo el mundo, el ritmo al que se están adoptando métodos limpios y alternativos se ha vuelto exponencial en los últimos años. En algún momento de este siglo, la humanidad puede llegar al punto de convertirse en carbono neutral, ¡y no un momento demasiado pronto!
Hemos escrito muchos artículos sobre energías alternativas para Universe Today. Aquí está ¿Cuáles son los diferentes tipos de energía renovable? , ¿Qué es la energía solar? , ¿Cómo funciona una turbina eólica? , ¿Podría el mundo funcionar con energía solar y eólica? , ¿De dónde proviene la energía geotérmica? y Los compromisos conducen a un acuerdo sobre el cambio climático .
Si desea obtener más información sobre energías alternativas, consulte el Cultivos de energía alternativa en el espacio . Y aquí hay un enlace a Tecnologías de energía alternativa para controlar el cambio climático .
También grabamos un episodio de Astronomy Cast sobre el planeta Tierra. Escucha aqui, Episodio 51: Tierra .
Fuentes:
