italiano
english
français
española
中国
日本の
العربية
Deutsch
한국어
Português
Russian
https://www.lifegate.it/energie-rinnovabili
- |
Las enormes reservas de combustibles naturales formadas durante la evolución de nuestro planeta, sedimentadas en las profundidades de la corteza terrestre y conservadas allí durante millones de años, los vamos a quemar a todos en un siglo.
El petróleo, el carbón y el gas metano cubren hoy el 80% de las necesidades energéticas del mundo;otro aproximadamente el 6% está cubierto por material fisionable (esencialmente uranio 235, obtenido a partir de uranio natural) en las centrales nucleares.Lo que significa que nueve décimas partes de las necesidades energéticas mundiales todavía están cubiertas por fuentes sucias, viejas y agotables y que sólo la porción restante ya proviene de fuentes de energía renovables (la hidroeléctrica alrededor del 6%, la biomasa, la geotermia y la eólica juntas cubren aproximadamente el 5%).Las Estadísticas Clave de Energía Mundial publicadas anualmente por Iea – Asociación Internacional de Energía – devuelve los términos de una pregunta que debe considerarse con cierta urgencia.El fuentes fósiles están destinados a agotarse.Esto sucederá en un tiempo relativamente corto, a escala histórica, para dejar espacio a las energías renovables.
¿Cuánto más durarán los combustibles fósiles antes de dar paso a las energías renovables?
Por ejemplo, al ritmo actual, el carbón podría durar otro siglo.Tal vez el metano para dos.Actualmente se espera que la producción máxima de petróleo llegará en un plazo que oscilará entre los 5 años y los 30 años, si no se ha superado ya, tras el cual su precio comenzará a subir hasta volverse económicamente insostenible.Para carbón y sobras de menor calidad bituminoso hay tiempos de suministro del orden de uno o dos siglos pero con mayores problemas de rendimiento energético y de emisiones contaminantes a la atmósfera que hoy ya son escandalosamente problemáticos.
En el mundo, el la demanda de energía está creciendo continuamente.Al mismo tiempo, también existe una creciente necesidad de reducir el CO2, luchar contra el efecto invernadero y reducir las emisiones a la atmósfera de sustancias nocivas para la salud y el medio ambiente y que alteran el clima.Dos necesidades que parecen difíciles de conciliar.
Una posible solución es la producción de electricidad a partir de fuentes renovables.
Fuentes de energía fósiles vs. Fuentes de energía renovables
| Fuentes de energía fósiles (petróleo, carbón, alquitrán, gas) |
Fuentes de energía renovable |
| • Limitado (los recursos presentes en el mundo se están acabando) |
• Ilimitado (sol, agua, viento, geotermia son renovables e ilimitadas) |
| • Provocan contaminación del aire y Emisiones de CO2 y gases de efecto invernadero |
• No contaminan, no emiten dióxido de carbono carbono / gas de efecto invernadero |
| • Ubicado en sólo unos pocos países (tensiones y conflictos geopolíticos) |
• Están en todas partes:el sol brilla en todas partes el mundo |
| • Riesgos durante el transporte (petroleros, oleoductos…) |
• Sin riesgo de transporte |
| • Yo soy el pasado | • Son el futuro |
¿Qué son las energías renovables y por qué son importantes?
“La era de los combustibles fósiles ha terminado.Está naciendo un régimen energético capaz de encauzar la civilización hacia un camino radicalmente nuevo”, afirma Jeremy Rifkin, presidente de la Fundación sobre Tendencias Económicas de Washington y profesor de la Wharton School.
se llama energía renovable electricidad producida con todas las fuentes alternativas a los combustibles fósiles tradicionales (petróleo, fueloil, carbón).
El significado de las fuentes renovables
Las fuentes se llaman renovables porque se renuevan, tienen la característica inherente de renovarse, es decir, de no agotarse debido a su transformación por nuestra parte en energía utilizable.Si se mira más de cerca, el término "energías alternativas" es injusto, dado que a lo largo de la historia siempre ha sido la energía del viento que empuja los barcos, la energía del agua que hace girar los molinos, la energía del sol que pone en movimiento las nubes, las lluvias y vientos, y a la Tierra para que cultive plantas y árboles para nuestro alimento y para que construya casas y refugios, para darnos comida y leña.
Las energías renovables son fuentes de energía muy extendidas y dispersas, inherentes a la fuerza de los elementos, al agua de los ríos y océanos, al viento y al sol.El calor del subsuelo, los cultivos agrícolas, las corrientes submarinas y los vientos de gran altitud y las olas del mar también son fuentes de energía.Son inagotables, además de requerir procesos de generación de electricidad con bajo impacto ambiental y que produzcan mínimas o nulas emisiones de CO2.
El desarrollo de plantas a partir de fuentes renovables Permitiría reducir la dependencia de los países productores de petróleo, dejar de generar residuos peligrosos o difíciles de eliminar y olvidarse de los accidentes petroleros, las catástrofes en el mar, las roturas de plataformas, oleoductos y oleoductos.La presencia generalizada de fuentes renovables permite pensar en una red de generación distribuida, que a su vez permite reducir los costos de transporte de energía, mantener la riqueza de la producción local y evitar exportar capitales a países lejanos, en Medio Oriente o , peor aún, en países que acogen movimientos terroristas internacionales.
Según las previsiones de la AIE, las energías renovables suministrarán el 13,7% de la energía primaria del mundo en 2030.Si los gobiernos implementan formas de incentivos, llegarán al 16%.
Las energías renovables en una perspectiva global
A medida que exploramos el potencial y las innovaciones de las fuentes de energía renovables individuales, es fundamental mirar también el panorama más amplio.A nivel mundial, estamos presenciando una expansión sin precedentes en el campo de las energías renovables.Un hecho que resalta con fuerza es el crecimiento sustancial de la capacidad eléctrica generada por estas fuentes.
Para finales de 2023, se espera que las adiciones anuales de capacidad de electricidad renovable superen los 440 gigavatios (GW), lo que eleva el total mundial acumulado a aproximadamente 4.500 GW.Este notable progreso subraya el creciente reconocimiento mundial de la importancia de la energía renovable y su papel crucial en la configuración de un futuro energético sostenible.
El sol:fotovoltaica, solar de concentración, solar térmica
El sol es una estrella G2, un poco más grande que una estrella promedio.En su núcleo, cada segundo, 700 millones de toneladas de hidrógeno se convierten en helio mediante reacciones de fusión nuclear, liberando energía equivalente a 386 mil millones de megavatios.
En 2023, la energía fotovoltaica habrá adquirido un papel aún más central en el panorama de las energías renovables.Dos tercios del crecimiento general de la energía renovable este año se atribuyen a la fotovoltaica.Este impresionante desarrollo es el resultado de una combinación de factores:la reducción de los costes de los módulos fotovoltaicos, que ha hecho más accesible esta tecnología, y el aumento de la difusión de los sistemas distribuidos, que han ampliado el uso de la fotovoltaica en diferentes contextos geográficos.Estos avances han sido respaldados por políticas e incentivos en los principales mercados, que han fortalecido el atractivo y la viabilidad de la energía fotovoltaica como solución energética clave.Según elAgencia Internacional de Energía, esta tendencia se hace evidente en el importante aumento de las instalaciones fotovoltaicas a nivel global.
¿Podría el sol responder plenamente a las necesidades energéticas de la humanidad?“Por supuesto – respondió Hermann Scheer, arquitecto de la política energética alemana a LifeGate Radio – el sol proyecta sobre la tierra cada día 15 mil veces más energía de la que producimos con la energía nuclear y otras fuentes no renovables”.
La superficie de la Tierra es alcanzada por 170.000 TW (1 TeraWatt = 1 millón de millones de Watts) de energía solar.
De estos 170.000 TW:
– 50.000 TW se reflejan en las capas superiores de la atmósfera;
– 30.000 TW son absorbidos por la atmósfera;
– 90.000 TW llegan a la superficie terrestre.De estos 90.000 TW, la mayoría se refleja desde la superficie o se absorbe y se reemite.En cambio, una porción se transforma:
– 400 TW elevan el agua del mar hasta las nubes,
– 370 TW pone el viento en movimiento,
– 80 TW son transformados por la fotosíntesis de las plantas.
En definitiva, un inmenso flujo de energía envuelve la Tierra, la modifica y la transforma.Recolectar esta fuente de energía renovable es el desafío, aprender a interceptar al menos parte de esta cascada dorada.
De la radiación solar a la electricidad
Hoy en día existen al menos cuatro sistemas para hacer esto.
- fotovoltaica, en el que la radiación solar se transforma directamente en energía eléctrica mediante "células solares de silicio".
- solar térmica, para calentar un líquido directamente (los paneles calentadores de agua muy extendidos en los países mediterráneos) o con una bomba de calor;
- energía solar concentrada, termoeléctrico-dinámico, con espejos que concentran el calor en calderas que vaporizan el agua enviándola al turbogenerador;
- solar pasiva, en arquitectura, con la racionalización de las formas, estructura, materiales y orientaciones de los edificios para captar y retener la mayor cantidad de luz solar y calor, o regular el calor y el frío.
Nuevas plantas de energía solar de concentración están en camino, células fotovoltaicas más eficientes, versátiles y coloridas, módulos solares fotovoltaicos transparentes para incorporar en las ventanas y cristales de los edificios.
El potencial de la energía fotovoltaica para la producción mundial de energía
Según la Cooperación Transmediterránea para las Energías Renovables, un 4% de la superficie del Sahara cubierta con paneles fotovoltaicos cubriría el consumo energético de todo el planeta.
El viento:energía eólica y eólica marina
Tenemos 5,2 millones de billones de toneladas encima y alrededor de cada uno de nosotros.Es aire.Una cantidad inimaginable de aire que se mueve, circula, se calienta y se enfría continuamente en una relación de intercambio dinámico perpetuo con los océanos y las tierras emergidas.
El viento es solo eso.Es el movimiento de masas atmosféricas que giran incesantemente a nivel planetario entre diferencias de nivel (el "gradiente"), desde campos de alta presión hasta campos de baja presión.
La herramienta para transformar la "potencia del viento" en energía eléctrica (cuyos factores son la densidad del aire, el área interceptada por el viento, la velocidad instantánea del viento) es la turbina eólica:la turbina eólica.Los hay pequeños, de medio metro de diámetro (que pueden generar 20W, como el Marlec 500) y grandes, hasta gigantescos (un modelo de Vestas que genera 1650 kW tiene un rotor de 120 metros de diámetro, además de un modelo de la Repotencia Alemana).
EL Avances en el diseño de aerogeneradores. de los últimos veinte años les permiten operar incluso con velocidades de viento más bajas, aprovechando una mayor cantidad de energía y recogiéndola a mayores alturas, aumentando la cantidad de energía eólica aprovechable y reduciendo la velocidad de rotación, el ruido y el impacto paisajístico.Muchos territorios podrían aprovecharse para generar energía eólica en zonas escasamente pobladas, regiones ventosas como las grandes llanuras de América del Norte, el noroeste de China, Siberia Oriental y las regiones argentinas de la Patagonia, además del enorme potencial de las plantas marinas.Uno de los principales científicos medioambientales del mundo, Lester Brown, está convencido de que el próximo futuro energético es suyo:“el viento es abundante, barato, inagotable, ampliamente distribuido, no daña el clima y es limpio”.
El viento, de las fuentes renovables a la electricidad
Los muy diferentes tipos de parques eólicos corresponden a las necesidades de adaptación al territorio:
- Parques eólicos terrestres, con hileras de turbinas en tierra y crestas ligeramente elevadas
- parques eólicos marinos, sobre los que se ha centrado la atención porque el viento en el mar es más intenso y menos turbulento que en tierra, con efectos ventajosos tanto sobre la energía producida, que es el aspecto más importante, como sobre la vida de las turbinas. .. Y las perspectivas de futuro prevén en los próximos años instalaciones apoyadas en el fondo marino hasta unos cientos de metros de profundidad (hoy alcanza algunas decenas de metros) y, posteriormente, parques eólicos sobre plataformas ancladas al fondo marino.
- miniturbinas, integradas arquitectónicamente en edificios o estructuras portuarias (en las que han trabajado grandes arquitectos desde Dubai hasta Londres, desde Philippe Starck hasta Renzo Piano).
El potencial de la energía eólica para la producción energética mundial
Según los expertos del Instituto World Watch, los vientos terrestres explotados sistemática y estratégicamente ya podrían proporcionar energía equivalente a cuatro veces las necesidades energéticas mundiales.
Es decir, el viento, por sí solo, puede dar al mundo toda la energía que consumimos hoy, y sobraría el triple.Por no hablar de los vientos marinos, que son aún más fuertes, más estables y prometedores.
En un estudio para cuantificar los recursos mundiales de energía eólica llamado Wind Force 12, la Asociación Europea de Energía Eólica concluye que el potencial global de energía que se puede generar a partir del viento sería el doble de la demanda mundial de electricidad prevista para 2020.
El agua:hidroeléctrica y minihidráulica
El agua cubre el 71% de la superficie terrestre y ocupa un volumen enorme, imposible siquiera de imaginar.Mil quinientos millones de kilómetros cúbicos.
Todas las aguas del planeta, de los océanos, de los ríos, del subsuelo y de la atmósfera, están conectadas entre sí.Por todas partes las aguas circulan y se renuevan con el tiempo.Los tiempos medios de este flujo son realmente diferentes.Una sola molécula de agua permanece en los acuíferos subterráneos más profundos durante milenios en promedio;en los océanos dura cientos de años;en la atmósfera no supera los 4 días.
La compleja dinámica que conecta los 1.400 mil millones de kilómetros cúbicos de agua del planeta se llama ciclo hidrogeológico.
se llama en su lugar ciclo hidrológico la dinámica sólo de las aguas que circulan en la atmósfera - aproximadamente 577.000 km3, no más del 0,000041% de la hidrosfera total pero suficiente para cubrir todo el globo, para determinar las condiciones meteorológicas, el clima y la vida en la Tierra.
Las aguas atmosféricas se renuevan totalmente cada año 40 veces.
Desde una perspectiva macroscópica, es este empujón envolvente, inquieto y potente -provocado por la radiación solar que impide que el agua quede estancada-, que se canaliza hacia los ríos, los arroyos, las lluvias, las evaporaciones, el que hay que aprovechar para su transformación en energía.Es el movimiento perpetuo del agua lo que transforma.
Una indicación resumida de su potencial en el mundo se puede ver en el mapa de aguas superficiales, es decir, en las masas de agua en circulación y en movimiento debido a las precipitaciones anuales.
- América del norte:18.300 km3
- Sudamerica:28.400 km3
– Europa:8.290 km3
– África:22.300 km3
– Ásia:32.200 km3
– Australia:7.080 km3
Cada continente tiene miles de kilómetros cúbicos de agua en movimiento, sólo en forma de lluvia.De estos, la escorrentía (es decir, el agua que queda, que no vuelve a circular por evaporación) varía del 45% en América del Norte y Asia al 20% en África (donde la tasa de evaporación es la más alta).
El agua, de las fuentes renovables a la energía hidroeléctrica
Una central hidroeléctrica se define como el sistema de ingeniería-construcción constituido por el conjunto de obras, maquinaria y equipos hidráulicos con el que se transforma la energía potencial del agua en energía eléctrica.
Las centrales hidroeléctricas pueden ser de dos tipos:agua corriente, cuando explotan directamente el caudal de un curso de agua;o de acumulación, cuando explotan un estanque colector aguas arriba de la central que permite canalizar el caudal de agua deseado.
De un expediente presentado por el Instituto Ambiente Italia se desprende que en el mundo hay 50.000 grandes represas (las de más de 15 metros de altura), el 67% de las cuales se concentran en China, Turquía, Irán y Japón.Debido a estas represas, entre 40 y 80 millones de personas se han visto obligadas a un éxodo forzado, más de 35 millones sólo en la India.Prácticamente una nación mayor que Italia fue evacuada y destruida;de hecho, sumergido.La solución para obtener energía hidroeléctrica no es la de grandes represas, sino la construcción de "minihidráulicas", pequeñas turbinas colocadas en las orillas de los ríos que siguen fluyendo libremente.
El potencial del agua para la producción mundial de energía
Las represas y los desvíos de ríos son hoy operaciones muy problemáticas y a veces inaceptables desde el punto de vista social y ambiental.Pero agua también puede significar energía de las olas, de las mareas y de las corrientes submarinas.Se están estudiando diversos sistemas -puentes oscilantes suspendidos en la orilla, columnas metálicas introducidas en el mar como barómetros gigantes, bombas, boyas, piscinas, toboganes parabólicos para intensificar los chorros de agua- para aprovechar el movimiento de las olas que, siendo continuo e inquieto, movimiento, se cree que genera energía utilizable.Luego existen enormes masas de agua que se mueven a velocidad constante bajo el mar:el Estrecho de Messina, el Estrecho de Bonifacio, el Estrecho de Gibraltar... Los noruegos y los ingleses han realizado algunos experimentos, simplemente hundiendo en el agua turbinas eólicas modificadas para resistir la corrosión, pero una pala de origen aeronáutico no es ciertamente adecuada para el propósito:Las hélices navales son significativamente diferentes de las aéreas.Aquí estamos ante enormes flujos de agua que fluyen a baja velocidad;exactamente lo contrario de la energía eólica, donde el fluido (aire) tiene baja densidad y alta velocidad.Y, para las mareas, en el norte de Francia, en Bretaña, en el estuario del río Rance, cerca de Saint Malò, se construyó una gran central mareomotriz, inaugurada en 1966.El primero del mundo.En esta localidad el gran desnivel que alcanzan las mareas permite la caída -de unos pocos metros- de grandes masas de agua, permitiendo así transformar la energía cinética de las mareas en energía eléctrica.
La tierra:geotermia
Si pudiéramos perforar un pozo a 6.400 km de profundidad hacia el centro de la Tierra, encontraríamos un núcleo de hierro y níquel a unos 6.000°C.Aquí está, el calor de las aguas termales y los géiseres.El término geotermia deriva del griego “gê” y “thermòs”:por tanto, el significado literal es calor de la Tierra.Se entiende por energía geotérmica la contenida, en forma de "calor", dentro de la tierra.
El origen de este calor está relacionado con la naturaleza íntima y oculta de nuestro planeta y los procesos físicos que allí tienen lugar.Un calor presente en cantidades enormes, incalculables, inagotables.
El calor interno se propaga regularmente hacia la superficie de la tierra, la cual emana calor al espacio que puede cuantificarse en una corriente térmica promedio de 0,065 Watts por metro cuadrado.El gradiente térmico, es decir, este escalar progresivo de temperatura, es de media 3°C cada 100 m de profundidad, es decir, 30°C cada km.Si perforas un kilómetro, ahí abajo hace 30°C más calor.
Desde sus capas más profundas un calor lento y continuo asciende a la superficie.Su fértil capa superficial alimenta cultivos agrícolas cuyo uso con fines energéticos se ha convertido hoy en día en un desafío, a veces problemático.
La Tierra está cubierta de bosques, de ella nacen plantas que nos alimentan y nos dan materiales para construir.Nos da calidez.Un entorno vital que produce y reproduce, desde hace millones de años, plantas, árboles y vida.Pero sólo un uso mucho más cuidadoso, racional, inteligente y "destilado" de estos recursos puede garantizar un futuro sostenible.
Las centrales geotérmicas transforman este calor en electricidad de diversas formas, que se pueden resumir en el proceso de impulsar el vapor hacia las turbinas generadoras.
El calor de la Tierra:De las fuentes renovables a la calefacción doméstica.
Hoy en día existen numerosas plantas geotérmicas de importantes dimensiones en 22 países de todo el mundo, con una potencia total de casi 10.000 MW y una producción de electricidad de más de 50 TWh.En posiciones de liderazgo se encuentran Estados Unidos, Nueva Zelanda, Italia, Islandia, México, Filipinas, Indonesia y Japón.
Para un uso destinado a producir electricidad, se estima que el potencial es 10 veces mayor que el actual.
Sin embargo, la energía geotérmica trae consigo la necesidad de sistemas de ingeniería complejos y de alto impacto.También en este caso la solución parece estar en la palabra mini.La tecnología de bombas de calor y calefacción urbana podría llevar agua caliente y calor doméstico a los hogares de muchos países del mundo, evitando la necesidad de calderas, sistemas de calefacción y aire acondicionado.El potencial energético del agua caliente para usos térmicos es muy amplio y está extendido en Europa, Asia, Centro y Sudamérica.Es decir, además de la producción de electricidad, dependiendo de la temperatura del fluido geotérmico, son posibles varios usos, invernaderos en la agricultura (38 – 80 °C), calefacción urbana (80 – 100 °C), usos industriales (al menos 150 °C), térmico.
¿Existe energía geotérmica sólo allí donde soplan géiseres o campos boracíferos?No.La temperatura de la Tierra aumenta con la profundidad independientemente de la ubicación.Se trata de tener un sistema para llevar este calor a la superficie.El calor acumulado en el suelo se puede "sacar" con una bomba de calor, dentro de las casas, como calefacción.
Se pueden conectar varias unidades residenciales a una bomba de calor.Cuantos más edificios estén conectados al mismo sistema, más se dividirán los costes de la bomba (cuyo tamaño debe elegirse en función del número de personas que la utilicen) y más se ahorrará, en el concepto "tierra-agua". caso, en los costos de perforación de la sonda que se envía bajo tierra a 30/50 metros, donde hay temperaturas constantes.
Mirando hacia el futuro:energías renovables en Europa e Italia
En el contexto europeo, vemos un aumento significativo de la dependencia de las energías renovables.Europa, a través de iniciativas como la Plan REPowerEU, está tomando medidas decisivas para reducir su dependencia del gas natural y otros combustibles fósiles.El plan REPowerEU representa un elemento clave en esta estrategia, cuyo objetivo es sustituir una parte significativa del consumo anual de gas por energía renovable.Este cambio de paradigma no sólo subraya el compromiso de Europa con la sostenibilidad, sino que también destaca el papel vital de las energías renovables en la seguridad energética del continente.
En Italia, el gobierno está fomentando activamente esta transición energética.Se han introducido varios decretos e incentivos para promover el uso de energías renovables, incluido el fin del mercado protegido e incentivos para la autoproducción de energías renovables.Una iniciativa particularmente significativa es el desarrollo de parques eólicos flotantes, con el gobierno que identifica las áreas marítimas de propiedad estatal Apto para infraestructuras eólicas marinas.Sin embargo, a pesar de estos esfuerzos, Italia todavía tiene que ponerse al día con otros países europeos, particularmente en lo que respecta a permitir proyectos de energía renovable.
Estos acontecimientos en Europa e Italia representan un paso importante hacia un futuro más sostenible.A medida que enfrentamos los desafíos del cambio climático y la seguridad energética, la energía renovable emerge como una solución clave, que ofrece un camino hacia un futuro más verde y resiliente.