Aunque todavía no dominamos realmente la forma ideal de aprovechar y distribuir las energías renovables, una cosa es segura: son una alternativa mejor a largo plazo que las no renovables.
- Aquí aprenderemos sobre los recursos energéticos renovables.
- Empezaremos describiendo el significado de recursos energéticos renovables.
- Después, veremos algunos ejemplos de estos recursos.
- Continuaremos con la lista de recursos renovables.
- Terminaremos analizando las ventajas e inconvenientes de los recursos energéticos renovables.
Significado de los recursos renovables
Los recursosenergéticos renovables son aquellos que pueden reponerse o regenerarse en poco tiempo.
Cualquier cosa que consumamos a un ritmo más rápido del que tarda en reponerse de forma natural se vuelve insostenible. Algo que sin duda no se va a agotar en el transcurso de nuestra vida es la energía solar, por ejemplo.
Fig. 1: Uso de sales fundidas y luz solar para generar energía. Una serie de espejos enfocan la luz solar hacia una única fuente: la sal, calentándola a temperaturas muy elevadas. Entonces, la sal permanecerá caliente y emanará calor durante mucho tiempo.
¿Se aplican los mismos principios a otras fuentes de energía renovables?
Todos los recursos renovables son ligeramente diferentes entre sí o se generan mediante procesos bióticos y abióticos distintos.
Los recursosno renovables, como los combustibles fósiles y los metales radiactivos utilizados en la fisión nuclear (por ejemplo, uranio, plutonio, torio), suelen reponerse tras eras geológicas (cien millones de años o más).
Ejemplos de recursos renovables
Otros recursos renovables son la energía eólica, la geotérmica y el agua, así como materiales como la madera o fibras vegetales como el bambú. La energía eólica y la hidráulica pueden utilizarse indefinidamente para producir sobre todo electricidad y energía cinética (basada en el movimiento) (por ejemplo, los molinos de viento que trituran grano).
Fig. 2: La imagen muestra un arte conceptual del Oceanbird, el carguero eólico de Wallenius Marine.Hay todo tipo de híbridos y modelos, pero en general, los barcos modernos impulsados por el viento utilizan grandes velas que pueden ser manejadas por un número reducido de personas, ¡o incluso por una sola persona!
Nuestras técnicas de recolección de recursos renovables tienen que ser lo bastante seguras como para no provocar su reducción total neta. Explicaré cómo puede ocurrir en el ejemplo siguiente.
Tanto el agua salada como el agua dulce podrían evaporarse más rápidamente de lo que se condensan y precipitan de nuevo sobre la Tierra. ¿Cómo? El cambio climático y el aumento de las temperaturas ponen en marcha procesos de evaporación más elevados. Este es un ejemplo de reducción neta total. Neto se refiere a lo que queda después de que se hayan producido otros procesos.
La mayor parte de la disponibilidad de recursos renovables depende de los ciclos planetarios. Cualquier actividad que afecte a estos ciclos (por ejemplo, el ciclo del agua que contribuye a la formación de nubes) afectará también a nuestra capacidad de aprovechar el suministro de recursos renovables.
Es improbable que desaparezca la energía eólica porque se genera por el efecto Coriolis : la rotación axial de la Tierra provocada por las fuerzas gravitatorias que hacen que los objetos más boyantes, como el agua y el aire, se desplacen de una dirección concreta a otra.
La sostenibilidad de los recursos energéticos renovables
Sostenible se refiere a un método, actividad o elemento que puede apoyar positivamente los procesos sociales y ecológicos de continuidad a medida que pasa el tiempo. Una fuente de energía que es sostenible no llega a dañarse o agotarse permanentemente.
Los recursos renovables suelen considerarse sostenibles, mientras que las fuentes de energía no renovables se consideran insostenibles. Es importante recordar que esto no siempre es cierto. ¿A qué se debe esto?
Las energías renovables pueden ser tanto sostenibles como insostenibles.
Losrecursos renovables insostenibles incluyen el biocombustible producido a partir de la tala de hábitats forestales raros y el agua utilizada de depósitos subterráneos que afectan a los niveles freáticos (niveles de agua subterránea de los que dependen especies animales, vegetales, etc.). El uso insostenible de los recursos renovables puede provocar además la extinción de especies acuáticas migratorias como los esturiones, los salmonoides y los delfines de río.
Otros organismos también necesitan recursos renovables para sobrevivir y prosperar.
La madera (leña) también necesita protección contra la sobreexplotación, como el bambú. Esto se debe a que los distintos árboles tienen ritmos de crecimiento diferentes. Una plantación de pinos puede talarse cada 30 años, mientras que los robles sólo alcanzan la madurez a los 100 años. Si se talan antes, no tienen tiempo de producir bellotas y, por tanto, ¡no se propagarán para garantizar la supervivencia de la especie!
Losrecursos renovables sostenibles incluyen la energía hidroeléctrica, eólica y solar.
Las construcciones humanas que acompañan a las centrales hidroeléctricas pueden afectar a la forma en que fluye y funciona el agua, hasta tal punto que pueden hacerla desaparecer por completo. ¿Cómo? Echa un vistazo a este análisis del río Mekong:
Las presas hidroeléctricas provocan sequías fluviales antinaturales y condiciones similares a las inundaciones, porque a menudo desvían el agua alrededor de secciones enteras de los ríos, haciendo que se sequen o empeoren. La construcción de presas hidroeléctricas río arriba puede intensificar drásticamente los efectos del cambio climático debido a que modifica el ciclo natural de crecida y sequía del río y reduce la cantidad de agua que fluye hacia el delta inferior del Mekong.1
Lista de recursos renovables
Existe una lista tradicional de recursos renovables que suelen poder explotarse mediante el uso de la tecnología, y es realmente muy interesante, entre otras cosas porque hay que actualizarla cada dos años debido a los nuevos descubrimientos. La energía elemental incluirá la energía solar, geotérmica, eólica e hidráulica.
Fig. 3: La electricidad generada en el Reino Unido se ha vuelto más renovable en los últimos años después de la década de 1990.
Laenergía solar es la conversión de la luz solar en electricidad. Las tecnologías que pueden recoger la radiación solar suelen convertirla en electricidad o calor, por ejemplo, mediante el uso de paneles FV (fotovoltaicos) y sistemas solares térmicos, respectivamente. La energía también puede obtenerse orientando un edificio hacia la dirección en que sale el sol (Sur), y utilizando materiales que tengan buenas propiedades de absorción y retención térmica (es decir, antirreflectantes, fig. 1).
Las bombas de caloraerotérmicas y geotérmicas utilizan la energía térmica (calor) como fuente de energía, aunque también pueden utilizar fuentes no renovables para funcionar. Los paneles fotovoltaicos tienen múltiples formas y tamaños, incluso como células individuales, y hay paneles fotovoltaicos transparentes que pueden colocarse en ventanas. Los sistemas de espejos o lentes que concentran la radiación solar en un punto suelen denominarse CSP (energía solar concentrada).
Laenergía hidráulica incluye la hidroeléctrica (HEP), la undimotriz y la mareomotriz.
LaHEP suele incluir dos tipos de turbinas: de baja altura para aguas poco profundas, y helicoidales, que son las más utilizadas comercialmente, y ambas se seleccionan en función de la altura del agua y el volumen del caudal. Tanto la energía undimotriz como la mareomotriz pretenden aprovechar la energía cinética del agua para actividades como la producción de electricidad, la desalinización, etc. Su ubicación difiere en que la energía undimotriz puede colocarse cerca de la superficie de las aguas, donde las fuertes corrientes y vientos crean olas, mientras que la energía mareomotriz necesita construcciones adicionales para obtener energía, como una presa, que encierre una zona del mar, como hacen las lagunas mareomotrices, o turbinas marinas dentro de la corriente, que también pueden utilizar las corrientes oceánicas.
La energíaeólica se ha asociado tradicionalmente a los barcos de vela (barcos impulsados por el viento), que siguen existiendo hoy en día (Fig. 3). Tanto las turbinas eólicas verticales como las horizontales suelen proporcionar electricidad o la energía física necesaria para moler materiales, como hacían antes los molinos de viento.
Los aerogeneradores de eje horizontal (HAWT) tienen palas paralelas a la corriente de viento, y los aerogeneradores de eje vertical (VAWT) tienen palas perpendiculares a la corriente de viento.2 La potencia y el mantenimiento son factores que influyen a la hora de elegir un aerogenerador.
La energía geotérmica es única porque procede de debajo de la Tierra, de los procesos magmáticos activos.
La energía geotérmica puede ser de muy alta temperatura, pero la tecnología de baja temperatura prefiere un fluido subterráneo de 150 °C como máximo, que puede utilizarse para calentar varios bloques de viviendas o casas, pesquerías o procesos industriales.3
Los biocombustibles son un recurso energético "renovable" interesante porque, en ocasiones, no han sido renovables, debido a que se han eliminado hábitats silvestres para realizar monocultivos con plantas aptas para la producción de biocombustibles.
Los biocombustibles proceden de biomasa vegetal en la mayoría de los casos, y pueden producirse mediante:
- Digestores anaerobios (microorganismos confinados en grandes cámaras) en forma de calor y gas presurizado o incluso líquido (biogás: dióxido de carbono y metano).
- Cultivos intencionados que fermentan rápidamente y producen combustible a base de alcohol (etanol), como la caña de azúcar.
- Materia que se descompone rápidamente, como las algas, que producen grandes cantidades de hidrógeno.
Llevamos tiempo soñando con la fusión nuclear. Definitivamente ayuda que pueda obtenerse a partir de lo que resulta ser el gas más abundante del universo: el hidrógeno. Un Tokamak es un reactor nuclear de fusión aún en fase experimental que pretende recrear la fusión nuclear en la Tierra.4
Usos de los recursos renovables
Muchos recursos renovables son cruciales para la vida en la Tierra. Algunas renovables pueden ofrecer una alternativa más sostenible a los combustibles fósiles finitos. También tienen algunos inconvenientes, como su naturaleza intermitente y su elevado coste inicial, pero ofrecen una solución prometedora para el futuro de nuestro planeta.
Ventajas de los recursos renovables
Resumamos algunas de las ventajas de los recursos renovables:
- Son abundantes y existen en muchas formas.
- Laenergía eólica, solar e hidroeléctrica suelen ser más rentables que la extracción de petróleo y gas, que requierenrefinerías y plataformas especiales.
- La energía renovable está en constante evolución, lo que significa que encontramos constantemente nuevas formas de producirla.
- Los combustibles fósiles también están asociados a problemas de salud por los gases de efecto invernadero y los contaminantes tóxicos que emiten. Las fuentes de energía renovable tienden a ser menos contaminantes, aunque sigue dependiendo de las instalaciones en las que se fabrique la tecnología que cosecha la energía renovable y de las normas y especificaciones medioambientales que se sigan.
- Se trata de un campo en constante desarrollo, lo que significa que el precio de las energías renovables seguirá bajando.
La tecnología que aprovecha eficazmente las fuentes de energía renovables puede ser difícil de desarrollar, pero puede funcionar de forma más independiente y ser más duradera.
Tanto el gas como la energía térmica pueden comprimirse en cámaras y almacenarse para su uso posterior. Ambos se consideran nuevos métodos de almacenamiento de energía. Esto ayuda a la producción de pilas de combustible de hidrógeno, baterías recargables o la conversión de la energía sobrante (sistemas de energía a gas) en lo que se conoce como "economía del hidrógeno". En una economía del hidrógeno, el hidrógeno producido a partir de recursos renovables puede bombearse a las tuberías de gas y mezclarse con otros gases combustibles ¡para generar calor!
La recarga inteligente también se ha hecho muy popular, sobre todo debido a los coches eléctricos. Esto significa que la gente conecta sus coches a una red eléctrica para obtener energía. La "carga" inversa, en la que el coche devuelve energía a la red, se está investigando actualmente como opción (sistemas de vehículo a red).
Desventajas de los recursos renovables
Comparemos ahora algunas de las desventajas de los recursos renovables:
- Muchos recursos renovables dependen de la ubicación en la que se encuentran, por ejemplo, los paneles solares necesitan luz solar.
- Hay que crear redes de distribución para utilizar la energía obtenida de los recursos renovables, lo que a menudo requiere el uso de combustibles fósiles.
- Se necesitan capacidades de almacenamiento para garantizar que se pueda acceder a la energía 24 horas al día, 7 días a la semana.
- En muchos casos, la energía renovable depende de combustibles fósiles y los biocombustibles siguen liberando contaminantes al quemarse.
- Algunas formas de energía renovable ocupan mucho espacio.
- Se sabe que las fuentes de energía renovable son intermitentes y fluctúan en función de las estaciones, los ciclos diurnos y nocturnos (24h) u otros factores.
La tecnología de transporte y almacenamiento aún se está desarrollando, y los recursos energéticos renovables aún no son tan fiables en términos de producción de energía como los combustibles fósiles; sin embargo, es importante recordar que las fuentes de energía renovables avanzan constantemente.
Esperamos que ahora conozcas mejor los recursos renovables, así como algunas de sus ventajas e inconvenientes.
Recursos renovables - Puntos clave
- Los recursos energéticos renovables son importantes debido a la urgente necesidad de fuentes que no emitan gases de efecto invernadero ni contaminantes tóxicos que agraven aún más el cambio climático o planteen importantes problemas de salud pública.
- La fusión nuclear, como la del Sol, podría considerarse el recurso energético renovable por excelencia, ya que es el que menos probabilidades tiene de extinguirse y constituye la base de todas las cadenas tróficas de la naturaleza.
- La energía eólica tiende a ser el recurso renovable más utilizado, mientras que la mareomotriz sigue siendo la menos representada.
- Los recursos energéticos renovables, o nuestro acceso a ellos y los métodos de recolección, pueden mejorarse considerablemente, por ejemplo desarrollando mejores baterías de combustible.
- Algunos recursos energéticos renovables no son necesariamente sostenibles; por ejemplo, la colocación de determinadas turbinas y presas hidroeléctricas es perjudicial para la fauna y ha provocado múltiples extinciones.
Referencias
- Presas hidroeléctricas, sequía fluvial y efectos sobre la salud, sciencedirect, 2021, https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212096321000097. Consultado el 02/09.22
- Diferencia entre aerogenerador de eje horizontal y vertical, S. Khillar, 2019, http://www.differencebetween.net/technology/difference-between-horizontal-and-vertical-axis-wind-turbine/. Consultado el 05.09.2022
- Recursos de baja temperatura y coproducción, energy.gov, 2022, https://www.energy.gov/eere/geothermal/low-temperature-coproduced-resources. Consultado el 05.09.22
- Energía de fusión nuclear, world-nuclear, 2021, https://world-nuclear.org/information-library/current-and-future-generation/nuclear-fusion-power.aspx. Consultado el 05.09.22
- Fig. 1: Torre de energía de sal fundida de 50 MW en hami (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:50_MW_molten-salt_power_tower_in_hami.jpg) por Csp.guru (sin página de autor), bajo licencia CC BY-SA 4.0
- Fig. 2: Concepto de barco Oceanbird de Wallenius Marine (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wallenius_Marine%27s_Oceanbird_ship_concept.jpg) por Wallenius Marine (sin página de autor), bajo licencia CC BY-SA 4.0
- Fig. 3: Hannah Ritchie, Max Roser y Pablo Rosado (2022) - "Energía". Publicado en línea en OurWorldInData.org. Obtenido de: "https://ourworldindata.org/energy" [Recurso en línea]
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