Temas Selectos de Química
Maestra: Margarita Graciela Lezama Cohen
CCH SUR
UNAM
QUÍMICA I Y II
ENERGÍAS RENOVABLES
Las energías renovables son un tipo de energías derivadas de fuentes naturales que llegan a reponerse más rápido de lo que pueden consumirse. Un ejemplo de estas fuentes son, por ejemplo, la luz solar y el viento; estas fuentes se renuevan continuamente. Las fuentes de energía renovable abundan y las encontramos en cualquier entorno.
Por el contrario, los combustibles fósiles, como el carbón, el petróleo y el gas, constituyen fuentes de energía no renovables que tardan cientos de millones de años en formarse. Los combustibles fósiles producen la energía al quemarse, lo que provoca emisiones dañinas en forma de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono.
La generación de energías renovables produce muchas menos emisiones que la quema de combustibles fósiles. Una transición de los combustibles fósiles, los cuales representan en la actualidad la mayor parte de las emisiones, a energías renovables resulta fundamental para abordar la crisis producida por el cambio climático.
Hoy en día, las energías renovables son más baratas en la mayoría de los países y generan tres veces más puestos de trabajo que los combustibles fósiles.
Historia
Este término se comenzó a usar en la década de los 70, cuando el impacto medioambiental era más que evidente. Debido a las actividades de la industria humana los ecosistemas de los animales se han visto alterados y gravemente afectados.
Desde la década de la Revolución Industrial del siglo XVII, la quema de hidrógeno ha sido la fuente de energía más utilizada. Ya que por medio de esta obtenemos la fabricación de combustibles para automóviles, aeronaves o para fuentes de electricidad.
Sin embargo las consecuencias ambientales sumada a la inestabilidad propia de la materia prima, es necesario energías más limpias, seguras y económicas. Es así como la búsqueda de nuevas formas de obtener energía ha empezado a ser una forma más importante de salvar nuestro planeta.
Energías renovables:
energías para un futuro más seguro
La energía es la base en el problema del cambio climático y también algo fundamental para su solución.
Una gran cantidad de los gases de efecto invernadero que cubren la Tierra y atrapan el calor del Sol se generan debido a la producción de energía, mediante la quema de combustibles fósiles con el objetivo de generar electricidad y calor.
Los combustibles fósiles, como el carbón, el petróleo y el gas, son con diferencia los mayores causantes del cambio climático global, ya que son responsables de más del 75 % del total de emisiones de gases globales de efecto invernadero y cerca del 90 % de todas las emisiones en dióxido de carbono.
La ciencia lo indica claramente: para evitar los impactos más negativos del cambio climático, es necesario reducir las emisiones a casi la mitad en 2030 y alcanzar el cero neto en el año 2050.
Para lograrlo, necesitamos dejar de depender de los combustibles fósiles e invertir en fuentes de energía alternativas que sean limpias, accesibles, asequibles, sostenibles y fiables.
Las fuentes de energías renovables, que se encuentran en abundancia en nuestro entorno, ya sean aportadas por el Sol, el viento, el agua, los residuos o el mismo calor de la Tierra, son renovadas por la propia naturaleza y emiten pocos (o ninguno) contaminantes o gases de efecto invernadero en el aire.
Los combustibles fósiles dan cuenta todavía de más del 80 % de la producción de energía en todo el mundo, aunque las fuentes de energía más limpias cada vez ganan más fuerza. Cerca del 29 % de la electricidad proviene actualmente de fuentes de energía renovables.
A continuación, se indican cinco motivos por los que acelerar el ritmo hacia una transición a energías limpias prepara el camino hacia un planeta con un estado más sano y habitable, tanto hoy en día como para las generaciones venideras.
1. Las energías renovables están a nuestro alrededor
Cerca del 80 % de la población mundial vive en países que son importadores netos de combustibles fósiles, lo que supone aproximadamente 6000 millones de personas dependientes de los combustibles fósiles con origen en otros países, lo cual les hace vulnerables, tanto a crisis como a impactos geopolíticos.
Por contra, en todos los países hay fuentes de energías renovables, cuyo potencial todavía no se ha aprovechado completamente. La Agencia Internacional de Energías Renovables (o IRENA, por sus siglas en inglés) calcula que el 90 % de la electricidad mundial puede, y debe, tener su origen en las energías renovables para el año 2050.
Las renovables ofrecen una solución ante la dependencia a importaciones, lo que permite a los países una diversificación de sus economías junto con su propia protección frente a fluctuaciones inesperadas de los precios en los carburantes fósiles; al tiempo que se impulsan un crecimiento económico inclusivo, la creación de nuevos puestos de trabajo y una disminución de los rigores de la pobreza.
2. Las energías renovables son más baratas
Actualmente, las energías renovables suponen, en realidad, la opción más asequible en la mayor parte del mundo. Los precios en tecnología para las energías renovables disminuyen con rapidez. El coste de la electricidad proveniente de la energía solar cayó alrededor del 85 % entre los años 2010 y 2020. Los costes relacionados con la energía eólica con ubicaciones en tierra y en alta mar bajaron cerca de un 56 % y un 48 %, respectivamente.
Esta caída de los precios hace que las energías renovables sean más atractivas en cualquier lugar, incluso en los países con rentas medias o bajas, de donde procederá principalmente la demanda adicional de esta nueva electricidad. Con unos costes a la baja, existe una oportunidad real de que, en los próximos años, la mayor parte del suministro energético provenga de fuentes con bajas emisiones de carbono.
En 2030, la electricidad más económica con su origen en fuentes renovables podría aportar el 65 % de todo el suministro de energía eléctrica a escala mundial. Y para el año 2050, podría llegarse a descarbonizar el 90 % del sector energético, lo que supondría un recorte masivo de las emisiones de carbono y ayudaría a mitigar los efectos del cambio climático.
Aunque la energía solar y la energía eólica suponen un gasto que se prevé que permanezca más elevado en 2022 y 2023 en comparación con los niveles anteriores a la pandemia debido a una subida general de los costes en el transporte y los bienes de consumo, su competitividad mejora sin lugar a dudas gracias a unas subidas más definidas en los precios del gas y el carbón, tal como declara la Agencia Internacional de Energía (o IEA, por sus siglas en inglés).
3. Las energías renovables son más sanas
De acuerdo con la Organización Mundial de Salud (OMS), cerca del 99 % de las personas del planeta respiran un aire que no llega a los límites de calidad adecuados y esto pone en peligro su salud. Asimismo, cada año se registran más de 13 millones de muertes en todo el mundo provocadas por entornos medioambientales evitables, como la contaminación del aire.
Los niveles perjudiciales de materiales en forma de pequeñas partículas y dióxido de nitrógeno se originan principalmente a partir de la quema de combustibles fósiles. En 2018, la contaminación provocada por los carburantes fósiles originó un gasto económico y en salud que ascendió a 2,9 trillones de USD, alrededor de 8000 millones de USD diarios.
El cambio a fuentes de energías limpias, como la solar o la eólica, ayuda indudablemente, no solo a luchar contra el cambio climático, sino también, a evitar la contaminación del aire en favor de la salud.
4. Las energías renovables crean nuevos puestos de trabajo
Cada dólar estadounidense invertido en renovables es capaz de crear tres veces más de puestos de trabajo que el sector de los combustibles fósiles. La IEA prevé que la transición hacia emisiones cero netas llevará a un aumento generalizado de la demanda de personal laboral en el sector energético: por una parte, podrían perderse cerca de 5 millones de puestos de trabajo relacionados con la producción de carburantes fósiles hacia el 2030, pero por otra, se crearían unos 14 millones de nuevos puestos de trabajo destinados a la producción de energías limpias, lo que ascendería a un aumento neto de 9 millones de puestos de trabajo.
Además, los sectores energéticos relacionados podrían necesitar 16 millones más de trabajadores, para, por ejemplo, cubrir los nuevos puestos en la fabricación de vehículos eléctricos y en aparatos hipereficientes o, incluso, en tecnologías innovadoras como el uso de hidrógeno. Esto significa que podrían crearse un total de más de 30 millones de puestos de trabajo gracias a las energías limpias, la eficiencia y las tecnologías de bajas emisiones para el año 2030.
Garantizar una transición justa, en la que se tengan en cuenta las necesidades y los derechos de las personas como fundamento de dicha transición energética será algo primordial para asegurarnos de que nadie se quede atrás.
5. Las energías renovables son razonables en términos económicos
En 2020, se gastaron cerca de 5,9 trillones de USD en subvenciones al sector de los combustibles fósiles, incluidas ayudas explicitas, rebajas fiscales y daños medioambientales y en la salud, que no tuvieron precio dentro del coste que provocaron estos carburantes fósiles.
En comparación, se necesitan invertir alrededor de 4 trillones de USD cada año en energías renovables hasta el año 2030, incluidas inversiones en tecnología e infraestructuras, para lograr alcanzar el objetivo de emisiones cero netas para el año 2050.
Este coste inicial puede resultar desalentador para muchos países que carezcan de los recursos suficientes y muchos necesitarán ayudas financieras y técnicas para llevar a cabo la transición. Sin embargo, las inversiones en energías renovables tendrán su compensación. Solo la reducción en contaminación y en el impacto negativo sobre el clima podría llegar a ahorrar al mundo hasta 4,2 trillones de USD cada año en el año 2030.
Asimismo, unas tecnologías más eficientes, fiables en renovables pueden crear un sistema menos tendente a impactos en los mercados y llegar a mejorar la resiliencia y la seguridad energéticas mediante la diversificación de las opciones de suministro energético.
Fuentes habituales de energías renovables
ENERGÍA SOLAR
De todas las fuentes de energía, la energía solar es la que más abunda y, además, también puede obtenerse aún con el cielo nublado. La velocidad a la que la Tierra intercepta la energía solar es aproximadamente 10 000 veces superior a la velocidad con la que la humanidad consume la energía.
Las tecnologías solares pueden producir calor, refrigeración, luz natural, electricidad y, también, combustibles para multitud de aplicaciones. Las tecnologías solares convierten la luz solar en energía eléctrica, ya sea mediante paneles fotovoltaicos o a través de espejos que concentran la radiación solar.
Aunque no todos los países se ven igualmente favorecidos por la luz solar, sabemos que en cualquier país sería viable una importante contribución de la energía solar al conjunto de todas sus fuentes de energía.
El coste para la fabricación de los paneles solares ha descendido estrepitosamente durante la última década, haciendo que sean, además de asequibles, a menudo la forma más económica de producir electricidad. Los paneles solares tienen una vida útil de alrededor de 30 años y existen en una gran variedad de tonalidades en función del tipo de material usado durante su fabricación.
ENERGÍA EÓLICA
La energía eólica aprovecha la energía cinética del aire en movimiento gracias al uso de enormes turbinas eólicas ubicadas en superficies terrestres, en alta mar o en aguas dulces (sobre la superficie acuática). La energía eólica se ha usado durante milenios, pero las tecnologías, tanto terrestres como sobre el agua, han evolucionado en las últimas pocas décadas hasta convertirse en una potente forma de producir electricidad gracias a turbinas más altas y a unos rotores que poseen diámetros de mayores proporciones.
Aunque las velocidades eólicas promedio varían marcadamente dependiendo de cada ubicación, el potencial técnico mundial respecto a la energía eólica supera la producción global de energía eléctrica, teniendo en cuenta, además, el potencial en la mayoría de las regiones del planeta para permitir un despliegue importante de esta energía basada en el viento.
En muchas zonas del mundo nos encontramos vientos fuertes con velocidades muy altas; sin embargo, los mejores lugares para generar esta energía se localizan, algunas veces, en los sitios más remotos. La generación de energía eólica en zonas acuáticas supone un destacado potencial.
ENERGÍA GEOTÉRMICA
La energía geotérmica utiliza la energía térmica disponible del interior de la Tierra. El calor se extrae de unos depósitos geotérmicos a través de pozos u otros medios.
Los depósitos con estas temperaturas lo suficientemente elevadas y permeables de forma natural se denominan depósitos hidrotermales, mientras que los depósitos que cuentan con el suficiente calor, pero que utilizan medios de estimulación hidráulica, se llaman sistemas geotérmicos mejorados.
Una vez en la superficie, pueden utilizarse fluidos a varias temperaturas para generar la electricidad. Esta tecnología, que consiste en la generación de electricidad por medio de depósitos geotérmicos, ya resulta madura y fiable, y lleva más de 100 años utilizándose.
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
La energía hidroeléctrica aprovecha la energía que produce el movimiento del agua cuando se eleva o desciende de forma pronunciada. Puede generarse a partir de embalses y ríos. Las plantas hidroeléctricas de los embalses se valen del agua almacenada y estancada, mientras que las plantas hidroeléctricas fluviales utilizan la energía que se produce gracias al flujo de agua en un río.
Los embalses hidroeléctricos suelen tener múltiples aplicaciones, llegando a producir agua potable, agua para regadíos, un control ante inundaciones y sequías, servicios de navegación y también este suministro de energía que indicamos.
La energía hidroeléctrica supone en la actualidad la mayor fuente de energía renovable dentro del sector de la electricidad. Se basa en patrones generalmente estables de pluviosidad y puede verse negativamente afectada por sequías causadas por el cambio climático, o incluso por los cambios en los ecosistemas, que también produce este problema y que llega a afectar en estos patrones de precipitaciones.
La infraestructura necesaria para crear hidroelectricidad también puede provocar cambios en los ecosistemas de formas muy negativas. Por esa razón, hay muchos que defienden esta fuente de energía a pequeña escala como opción más respetuosa con el medioambiente y especialmente adecuada para las comunidades situadas en lugares muy remotos.
ENERGÍA OCEÁNICA
La energía oceánica deriva de las tecnologías que utilizan las energías térmicas del agua marina, las olas o las corrientes de agua, por ejemplo, para producir electricidad o calor.
Los sistemas de energía oceánica se encuentran todavía en una etapa inicial de desarrollo y con una variedad de dispositivos de conversión del oleaje y las corrientes de las mareas en fase experimental. El potencial teórico de la energía oceánica supera cualquier necesidad energética actual en los seres humanos.
BIOENERGÍA
La bioenergía se produce a partir de diversos materiales orgánicos, denominados biomasa, como la madera, el carbón, el estiércol y otros abonos utilizados para la producción de calor y electricidad, y los cultivos agrícolas destinados a biocombustibles líquidos. La mayor parte de la biomasa se utiliza en las zonas rurales para cocinar, aportar iluminación y calor en estancias, y por parte de las poblaciones más desfavorecidas en los países en desarrollo.
Los sistemas modernos de biomasa incorporan árboles o cultivos específicos, residuos provenientes de la agricultura o los entornos forestales, así como flujos de desechos orgánicos.
La energía creada a partir de la quema de biomasa forma emisiones de gases con efecto invernadero, aunque a niveles más bajos que la combustión de los carburantes fósiles, como pueden ser el carbón, el petróleo o el gas. Sin embargo, la bioenergía debe aplicarse únicamente en ciertas situaciones puesto que sus impactos potencialmente negativos para el medioambiente se relacionan con un aumento a gran escala en las plantaciones de bioenergía y bosques, algo que genera una deforestación y un cambio en el uso de las áreas de tierra.