1.- ¿Qué es la Energía? 2.- Fuentes de Energía 3.- Tipos de Energía 4.- Ejemplos de energía.
Energía
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1 Portada Antonio Gámez Díaz 1º Bachillerato. Grupo A
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Trabajo sobre Ingeniería Genética realizado por Antonio Gámez. Todos los derechos reservados. Prohibida su reproducción total o parcial sin la previa autorización.
Transcript of Energía
1
Portada
Antonio Gámez Díaz
1º Bachillerato. Grupo A
2
Índice
PORTADA ......................................................................................... 1
ÍNDICE ................................................................................................ 2
LA ENERGÍA ........................................................................................ 4
¿QUÉ ES? ........................................................................................... 4
TIPOS ................................................................................................ 5
FUENTES DE ENERGÍA ......................................................................... 7
Fuentes de energía renovables ................................................... 7
Tipos de fuentes de energía renovables..................................... 7
Clasificación de fuentes de energía renovables....................... 7
Fuentes renovables de energía limpia o no contaminante ... 8
Energía hidráulica .............................................................. 8
Ventajas .......................................................................... 9
Inconvenientes ............................................................... 9
Energía eólica .................................................................... 9
Ventajas ........................................................................ 10
Inconvenientes ............................................................. 11
Energía solar .................................................................... 12
Ventajas ........................................................................ 13
Inconvenientes ............................................................. 13
Energía mareomotriz y undimotriz .................................. 13
Ventajas ........................................................................ 14
Inconvenientes ............................................................. 14
Energía geotérmica ......................................................... 15
Ventajas ........................................................................ 15
Inconvenientes ............................................................. 16
Energía azul ..................................................................... 16
Fuentes renovables de energía contaminante ................... 17
3
Biomasa ........................................................................... 18
Bioetanol ......................................................................... 19
Biometanol ...................................................................... 19
Fuentes de energía no renovables ............................................ 20
Tipos de fuentes de energía no renovables.............................. 20
Los combustibles fósiles .................................................. 21
Ventajas ........................................................................ 21
Inconvenientes ............................................................. 21
Los combustibles nucleares ............................................. 21
Ventajas ........................................................................ 22
Inconvenientes ............................................................. 22
CONSUMO DE ENERGÍA ...................................................................... 22
A nivel mundial ......................................................................... 23
Combustibles fósiles ................................................................ 23
Energía nuclear ........................................................................ 23
Energías renovables ................................................................. 23
En España .................................................................................. 25
Combustibles fósiles ................................................................ 25
Energía nuclear ........................................................................ 25
Energías renovables ................................................................. 26
PROBLEMAS DEL CONSUMO DE ENERGÍA .............................................. 27
En España .................................................................................. 29
Medidas y propuestas ............................................................... 30
Nota: Para facilitar la lectura y la verificación de enlaces, he subido una copia de este trabajo, en versión .pdf, en mi web: www.ellocoyo.es/energia.pdf
4
La Energía1
¿Qué es?
Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo. En el SI se
mide en julios (J).
Cuando un cuerpo pierde energía mecánica, lo hace al haber realizado un
trabajo sobre otro cuerpo, por lo tanto, el otro cuerpo recibe la energía
mecánica que perdió el primer cuerpo.
Esto nos indica que la energía se conserva y todo ello viene expresado en
el Principio de Conservación de la Energía (Primer Principio de la
Termodinámica):
“La cantidad total de energía en cualquier sistema aislado (sin interacción
con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque
dicha energía puede transformarse en otra forma de energía”2
Em i= Em f
Otro hecho a destacar es que, la energía, al transformarse, nunca lo hace
con un rendimiento del 100 %, sino que una parte se “pierde” (ya que no
se considera útil) en forma de energía térmica (calor)
Por lo tanto, en resumen, se puede decir que, cuando la energía se
transforma en otro tipo, lo hace siguiendo estos dos principios:
“La energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma y se
transfiere”
“La energía se degrada continuamente hacia una forma de energía
de menor calidad (energía térmica)”
1 http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa
2 Cita textual de http://es.wikipedia.org/wiki/Conservaci%C3%B3n_de_la_energ%C3%ADa
5
Tipos3
Algunos tipos son:
Energía mecánica4: se debe a la posición y al movimiento de un
cuerpo. Es la suma de la energía cinética y la energía potencial.
Energía electromagnética5: es la cantidad de energía almacenada
en una región del espacio que podemos atribuir a la presencia de un
campo electromagnético, y que se expresará en función de las
intensidades de campo magnético y campo eléctrico. Hay varios
tipos:
o Energía radiante: la energía que poseen las ondas
electromagnéticas.
o Energía calórica: la cantidad de energía que la unidad de
masa de materia puede desprender al producirse una
reacción química de oxidación.
o Energía potencial eléctrica: cantidad de trabajo que se
necesita realizar para acercar una carga puntual de masa nula
con velocidad constante desde el infinito hasta una distancia r
de una carga del mismo signo
o Energía eléctrica: resultado de la existencia de una diferencia
de potencial entre dos puntos.
Energía termodinámica: Energía interna de los cuerpos que se
manifiesta externamente en forma de calor. Hay dos tipos
o Energía interna: la suma de la energía mecánica de las
partículas constituyentes de un sistema.
o Energía térmica: la energía liberada en forma de calor.
Energía química: Asociada al enlace químico, es decir, a la unión de
los átomos para formar compuestos. Se manifiesta por el proceso
de conversión generado en una reacción química. Hay varios tipos:
o Energía de ionización: una forma de energía potencial, es la
energía que hace falta para ionizar una molécula o átomo.
3 http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa (las definiciones son citas textuales)
4 http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mec%C3%A1nica
5 http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_electromagn%C3%A9tica;
6
o Energía de enlace: es la energía potencial almacenada en los
enlaces químicos de un compuesto. Las reacciones químicas
liberan o absorben esta clase de energía, en función de la
entalpía y energía calórica.
o Energía metabólica: generada por los organismos vivos
gracias a procesos químicos de oxidación como producto de
los alimentos que ingieren.
Otros tipos son:
Energía del vacío: un tipo de energía existente en el espacio, incluso
en ausencia de materia.
Energía en reposo: energía debida a la masa (E=mc2; establece la
equivalencia entre masa y energía)
Energía de desintegración: diferencia de energía en reposo entre
las partículas iniciales y finales de una desintegración.
7
Fuentes de energía6
Una fuente de energía es todo componente de la naturaleza, a partir del
cual se puede obtener energía.
Se clasifican en renovables y no renovables.
Fuentes de energía renovables7
Las fuentes de energía renovables son las que tienen una cantidad
prácticamente inagotable o que pueden regenerarse de manera natural,
de tal manera que el ser humano puede utilizarlas según sus necesidades.
Tipos de fuentes de energía renovables
Clasificación de fuentes de energía renovables
Fuentes renovables de energía limpia o no contaminante
Fuentes renovables de energía contaminante.
6 http://es.wikipedia.org/wiki/Fuentes_de_energ%C3%ADa
7 http://es.wikipedia.org/wiki/Fuentes_de_energ%C3%ADa_renovables
8
Fuentes renovables de energía limpia o no
contaminante
Energía hidráulica
Energía eólica
Energía solar
Energía mareomotriz y undimotriz
Energía geotérmica
Energía azul
Energía hidráulica8 Se denomina energía hidráulica o energía hídrica a aquella que se obtiene
a partir de las energías cinética y potencial de un salto de agua natural o
artificial.
Las más útiles son las que funcionan a través de presas, pero, el salto de
agua es producido de forma artificial, por lo tanto, en este caso, no puede
ser considerada una energía renovable limpia.
El agua de la lluvia se recoge en presas y, parte de dicha agua se deja Salir
de forma controlada a través de una turbina conectada a un generador de
energía eléctrica.
En zonas donde hay abundantes precipitaciones y una orografía favorable
para la construcción de presas, la energía hidráulica es un recurso
bastante importante.
8 http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_hidr%C3%A1ulica
9
Ventajas 1. Se trata de una energía renovable con un alto rendimiento
energético
2. No se usan combustibles, por lo que no hay peligrosidad, emisión
de contaminantes ni necesidad de importación de dichos
combustibles.
3. La vida de una central hidráulica es mayor (50-100 años) que la de
las plantas eléctricas que utilizan combustibles.
4. Las plantas están automatizadas y hay poco personal de
mantenimiento, por lo que el coste en recursos humanos es muy
bajo.
Inconvenientes 1. La constitución del embalse supone la inundación de terreno, por lo
tanto tiene que producirse un abandono del pueblo.
2. Las presas pueden afectar a los ecosistemas acuáticos, aunque se
están buscando soluciones para ello (ej.: escalera para los peces)
3. El agua que sale de las turbinas no contienen sedimentos; esto
implica la destrucción de los costados de los ríos. Asimismo, el
movimiento periódico de las turbinas hace que el caudal del río se
modifique, causando así una alteración en los ecosistemas
Energía eólica9 Energía eólica es la que se obtiene a través la energía cinética generada
por efecto de las corrientes de aire, y que, posteriormente es
transformada en otro tipo de energía.
Para poder utilizar la energía eólica, la corriente de aire tiene que alcanzar
una velocidad mínima, que está entre los 10 y los 14,4 km/h, pero no debe
superar una velocidad máxima, que ronda los 90 km/h
9 http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_e%C3%B3lica
10
La energía eólica es utilizada mediante aerogeneradores que transforman
la energía cinética del viento en energía eléctrica a través de un generador
(aunque hay otros tipos)
Para que su instalación resulte rentable, es necesario que los
aerogeneradores se agrupen parques eólicos
Ventajas 1. Es una energía renovable que tiene su origen en procesos
atmosféricos desencadenados por el Sol.
2. No produce emisiones atmosféricas ni residuos contaminantes, por
lo tanto, no hay combustiones.
3. Puede instalarse en espacios no aptos para otros fines (zonas
desérticas, en laderas áridas y empinadas…)
4. Puede compartir el territorio ocupado para, por ejemplo, un uso
agrícola o ganadero.
5. Crea muchos puestos de trabajo (tanto en plantas de ensamblaje
como en las zonas de instalación).
6. Su instalación es rápida (entre 6 meses y un año)
7. Si el viento es favorable, es posible emplear este tipo de energía en
vez de otras más contaminantes.
8. Si se combina con otro tipo de energía, a nivel doméstico, permite
la autonomía de la vivienda (aprox. 82 horas)
9. Este tipo de energía puede cubrir la demanda en España en un 30%
10. Es posible construir parques eólicos en el mar, donde el viento es
más fuerte, más constante y el impacto social es menor, a cambio
de incrementar los costes de instalación y mantenimiento.
11
Inconvenientes 1. Debido a la intermitencia del viento, la energía eólica no puede ser
utilizada como única fuente de energía eléctrica, por lo que habría
que usar otras fuentes de respaldo.
2. Para conducir la energía eléctrica hay que construir líneas de alta
tensión. Debido a que la tensión no es demasiado alta, habría que
utilizar cables más gruesos y torres más altas (para sobrellevar los
picos de viento).
3. Es necesario suplir las bajadas de tensión eólicas aumentando la
producción de las centrales térmicas,
4. Las bajadas de tensión perjudican a los aerogeneradores, para ello
tienen protecciones. Dichas protecciones (desconexión automática)
provoca una falta de suministro
5. No se puede prever a largo plazo la energía eléctrica que se va a
producir, debido a la aleatoriedad del viento.
6. Está limitada por una velocidad mínima y una máxima, esto significa
que no puede operar si la velocidad es muy baja y que necesite
pararse si es muy alta (para evitar ser dañado).
7. Existen parques eólicos en España en espacios protegidos, lo que
puede ocasionar problemas en los ecosistemas.
8. Hay quien defiende que la rotación de las aspas puede ocasionar la
muerte a las aves, Si bien esto existe, la mortalidad por las aspas es
aún menor que la mortalidad por atropello.
9. El impacto paisajístico es importante, ya que la sombra de las aspas
incide sobre las viviendas cercanas, produciendo un parpadeo
molesto. A esto también se le suma el ruido producido por los
aerogeneradores
10. La presencia de operarios en la zona hace que la presencia humana
sea constante en lugares poco transitados. Esto afecta a la fauna de
la zona.
12
Energía solar10 La energía solar es la energía obtenida a través de la luz y el calor emitidos
por el Sol.
La potencia emitida por el Sol (irradiancia) es de 1000 W/m2 en la
superficie terrestre.
La radiación es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la
suma de las dos.
La radiación directa es la que llega directamente del Sol, mientras que la
difusa es la que se recibe mediante reflexión y refracción solar.
La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización,
mientras que la difusa, no.
Hay varios tipos de energía solar:
Energía solar activa: para uso de baja temperatura (entre 35ºC y
60ºC), de media temperatura (300ºC) y de alta temperatura
(2000ºC, que se consiguen centralizando en un punto todos los
rayos solares mediante espejos dirigidos a un reflector)
Energía solar pasiva: se aprovecha el calor del sol sin sistemas
mecánicos.
Energía solar térmica: se produce agua caliente de baja
temperatura para uso sanitario y calefacción.
Energía solar fotovoltaica: se produce electricidad mediante placas
de semiconductores que se alteran con la radiación solar.
Energía solar termoeléctrica: se produce electricidad a partir de un
fluido (aceite térmico) calentado a alta temperatura.
Energía solar híbrida: se combina la energía solar con otro tipo de
energía. Puede ser una hibridación:
o Renovable.
o Fósil.
10
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar
13
Energía eólico solar: funciona con el aire calentado por el sol, que
sube por una chimenea donde están los generadores.
Ventajas11
1. Es una energía renovable no contaminante que proviene del Sol 2. Es muy útil donde el tendido eléctrico no llega o es y costoso su
traslado 3. Estos sistemas tienen un fácil mantenimiento 4. El costo disminuye a medida que la tecnología va avanzando.
Inconvenientes12
1. El nivel de radiación varía de una zona a otra y de una estación del año a otra.
2. Para obtener energía solar a gran escala se requieren grandes extensiones de terreno.
3. Requiere gran inversión inicial, con una rentabilidad a largo plazo. 4. Hay que complementar esta fuente de energía con otras 5. Los lugares donde hay mayor radiación, son lugares desérticos y
alejados que están poco o nada poblados
Energía mareomotriz13 y undimotriz14 La energía mareomotriz es la que se obtiene aprovechando las mareas. La
diferencia de alturas producida puede aprovecharse interponiendo partes
móviles al movimiento natural de ascenso o descenso de las aguas para
obtener movimiento en un eje. Si el eje se conecta a un alternador es
posible generar energía eléctrica.
11
http://energiasolar.110mb.com/?a=ventajas-desventajas-energia-solar 12
http://energiasolar.110mb.com/?a=ventajas-desventajas-energia-solar 13
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_mareomotriz 14
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_undimotriz
14
La energía undimotriz es la que ha sido producida por el movimiento de
las olas. Aunque es menos conocida y extendida que la mareomotriz, cada
vez se utiliza más.
Hay diversos sistemas para el aprovechamiento de esta energía.
Existen otras formas de obtener energía del mar, éstas son:
Gradiente térmico oceánico: debido a la diferencia de temperatura
entre la superficie y las aguas profundas del océano.
Corrientes submarinas.
Energía eólica marina.
Ventajas15 1. Es una energía renovable no contaminante.
2. Silenciosa.
3. La materia prima tiene un bajo costo.
4. Está disponible en cualquier clima y en cualquier momento.
Inconvenientes16 1. Ocasiona un impacto visual sobre el paisaje costero.
2. Localización limitada
3. Depende de la amplitud de mareas
4. El traslado de la energía es costoso
5. Tiene un efecto negativo sobre la flora y la fauna
6. Es limitada
15
http://www.portalenergia.es/informacion/energia/mareomotriz/ventajasYDesventajasEnergiaMareomotriz.jsp 16
http://www.portalenergia.es/informacion/energia/mareomotriz/ventajasYDesventajasEnergiaMareomotriz.jsp
15
Energía geotérmica17 La energía geotérmica es toda energía que puede ser obtenida mediante
el aprovechamiento de las altas temperaturas internas de la Tierra. Éstas
se deben a varios factores, como el gradiente geotérmico, el calor
radiogénico, etc.
Para extraer el calor interno terrestre es necesario perforar en fracturas
naturales de las rocas basales o dentro de rocas sedimentarias. La corteza
debe tener poco grosor para que sea rentable.
Se suelen emplear dos pozos: el primero obtiene el agua caliente y el otro
la reinyecta en el acuífero, tras haber enfriado el agua obtenida
Hay diversos tipos de yacimientos geotérmicos según la temperatura del
agua:
Energía geotérmica de alta temperatura: comprendida entre 150 y
400 °C, se produce vapor en la superficie y mediante una turbina,
genera electricidad
Energía geotérmica de temperaturas medias. Las temperaturas son
menos elevadas, entre 70 y 150 °C. Por tanto, la conversión vapor-
electricidad se realiza con un rendimiento menor.
Energía geotérmica de baja temperatura: las temperaturas están
entre 50 a 70 °C., se utiliza en zonas más amplias.
Energía geotérmica de muy baja temperatura: las temperaturas
están comprendidas entre 20 y 50 °C. Esta energía se utiliza para
necesidades domésticas o agrícolas.
Ventajas 1. Evitaría la dependencia energética del exterior.
2. Los residuos que produce son mínimos y ocasionan menor impacto
ambiental que otras fuentes de energía.
3. Supone un gran ahorro, tanto económico como energético
17
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_geot%C3%A9rmica
16
4. Los recursos geotérmicos son mayores que los de las fuentes de
energía no renovables.
5. Siempre puede mantenerse a precios nacionales.
6. El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas por
megavatio es menor que otro tipo de plantas.
7. No existe una invasión del territorio, ni la necesidad de
almacenamiento de combustibles.
Inconvenientes 1. Existe una emisión de H2SO4 que, si no se detecta, es letal.
2. Hay cierta emisión de CO2, aunque es inferior al que se emitiría por
combustión.
3. Hay una contaminación de los alrededores tanto térmica como
química
4. Se produce un deterioro del paisaje.
5. No se puede transportar como energía primaria
6. Sólo está disponible en determinados lugares.
Energía azul18 La energía azul es la energía obtenida por la diferencia en la concentración
de la sal entre el agua de mar y el agua de río con el uso de la de la
ósmosis con membranas de iones específicos. El residuo en este proceso
es agua salobre.
La tecnología de la electrodiálisis inversa se ha probado en condiciones de
laboratorio. Si se emplea una membrana, basada en un plástico
eléctricamente modificado del polietileno, puede ser rentable
comercialmente.
Es una fuente de energía en desarrollo, aunque, en los Países Bajos, el
caudal de agua dulce que desemboca al mar es de más de 3300 m³/s. Por
18
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_azul
17
tanto, utilizando esta técnica se podría obtener un potencial energético de
3300 MW
Al ser una fuente de energía en fase de desarrollo, todavía no se han
determinado definitivamente sus ventajas e inconvenientes.
Fuentes renovables de energía contaminante
Biomasa
Bioetanol
Biometanol
18
Biomasa19 Hay varios tipos de biomasa, según su origen:
Biomasa natural: es la que se produce en la naturaleza sin
intervención humana. Por ejemplo, las podas naturales de los
bosques.
Biomasa residual: son los residuos agrícolas y ganaderos. También
se incluyen residuos de la industria agroalimentaria (por ejemplo, el
alpechín), de industria de la madera (por ejemplo, fábricas de
papel), así como residuos de depuradoras y el reciclado de aceites.
Cultivos energéticos: son los destinados la producción de
biocombustibles. Se incluyen los cultivos para la industria
alimentaria y otros como los lignocelulósicos forestales y herbáceos
o la pataca.
Los combustibles procedentes de la biomasa se clasifican, según el
proceso de producción, en:
Uso directo: la biomasa sólo sufre un proceso de transformación
físico antes de su combustión, (por ejemplo, la madera o la paja)
Fermentación alcohólica: la biomasa sufre un proceso similar al
utilizado para producir bebidas alcohólicas. Consta de una
fermentación anaeróbica y una posterior destilación.
Transformación de ácidos grasos: mediante una esterificación y
otros procesos realizados sobre aceites vegetales y animales, se
puede obtener biodiesel (también glicerina y jabón).
Descomposición anaeróbica: es un nuevo método para obtener
metano a partir de residuos orgánico. También se abono para
suelos.
19
http://es.wikipedia.org/wiki/Biomasa
19
Bioetanol20 El etanol puede producirse de dos formas.
Se obtiene generalmente del procesamiento de materia biológica
(plantas con azúcares).
Otra forma es mediante la hidratación del etileno.
El bioetanol se suele obtener, generalmente, a partir del azúcar o del
almidón en cosechas de maíz y caña de azúcar. Para ello hace falta cultivar
grandes extensiones de terreno, ya que la eficacia energética no es muy
alta (y, por tanto, no es posible sustituir, por ahora, los combustibles
fósiles por esta fuente de energía).
Aunque pueda ser un recurso energético potencialmente sostenible que
puede ofrecer ventajas medioambientales y económicas a largo plazo,
también es el responsable de grandes deforestaciones y del aumento del
precio de los alimentos. Esto es debido a que, muchos cultivos
alimenticios han sido sustituidos por otros (maíz, caña de azúcar) que se
emplean para producir bioetanol y no se destinan para uso alimenticio,
por lo tanto, esto ha producido una escasez de alimentos con la
consiguiente subida en el precio de los mismos, cosa que perjudica
gravemente a las clases más pobres.
Biometanol21 El metanol proviene de la desmetilación enzimática de las pectinas
presentes en la pared celular de la uva y, por tanto, la concentración final
depende de la variedad de uva que se emplee, la concentración de
enzimas y el grado de actividad de estas últimas.
Como combustible, resulta ecológico y sostenible aprovechar residuos
vegetales para producir Biometanol.
20
http://es.wikipedia.org/wiki/Bioetanol 21
http://es.wikipedia.org/wiki/Metanol#Biometanol
20
Fuentes de energía no renovables22
Es toda fuente de energía que se encuentre en la naturaleza en una
cantidad limitada y, una vez consumidas en su totalidad, no pueden
sustituirse, ya que no existe sistema de producción o extracción viable.
Tipos de fuentes de energía no renovables
Los combustibles fósiles.
Los combustibles nucleares.
22
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuentes_de_energ%C3%ADa_no_renovables
21
Los combustibles fósiles Son combustibles fósiles el carbón, el petróleo y el gas natural. Provienen
de restos de seres vivos enterrados hace millones de años, que se
transformaron bajo condiciones adecuadas de presión y temperatura.
Se puede utilizar de dos formas: quemándolo para obtener calor o
emplearlo para producir electricidad en las centrales térmicas o
termoeléctricas.
Ventajas Son muy fáciles de extraer.
Tienen una gran disponibilidad
Tienen una gran continuidad
Inconvenientes Su uso produce la emisión de gases que contaminan la atmósfera y
resultan tóxicos para la vida.
Se producirá un agotamiento de las reservas a corto o medio plazo.
Son los más utilizados, por lo que son los que contaminan más.
Los combustibles nucleares23 Se basa en la energía nuclear producida por un determinado combustible.
Se usan como combustibles nucleares el uranio y el plutonio y, en general
todos aquellos elementos fisibles adecuados al reactor. Hay reactores que
tienen que funcionar con un enriquecimiento mayor que otros
La energía nuclear se utiliza para producir electricidad en las centrales
nucleares. Son parecidas a las centrales térmicas, con la diferencia que el
calor se produce por la energía desprendía de la fisión de materiales
fisibles, y no de una combustión.
23
http://lorenzo.cienciaweb.es/radiactividad.pdf
22
Ventajas Produce mucha energía de forma continua a un precio razonable.
No genera emisiones de gases de efecto invernadero durante su
funcionamiento.
Inconvenientes Su combustible es limitado, aunque existe una mayor abundancia
relativa respecto al petróleo
Genera residuos radiactivos activos durante cientos de años, cosa
que puede evitarse aumentando la actividad de los residuos (t1/2 =
λ-1).
Puede ocasionar graves catástrofes medioambientales en caso de
accidente, aunque es difícil que ocurra en las centrales de 3ª
generación
23
Consumo de Energía
A nivel mundial24
Desde la Revolución Industrial, el consumo energético mundial ha crecido
de forma continua. En 1900, el consumo energético mundial era de 0,7
TW. En la actualidad, el consumo ronda los 15 TW.
Combustibles fósiles En 2004, 15 TW del consumo mundial procedieron de los combustibles
fósiles. Esto representa el 86% de la energía mundial.
Energía nuclear En 2005 la energía nuclear representó el 6,3% del suministro de energía
primaria total, con una producción (en 2006) de 2 658 TW (16% del total
de la producción mundial de electricidad)
En 2007, estaban operativos a 439 reactores nucleares, con una capacidad
total de 372 002 MW.
Energías renovables En 2004, las energías renovables representaron el 7% del consumo
energético mundial. En 2005, la inversión total en este tipo de energías
rondó en 38 000 millones de dólares.
Detallando un poco más:
24
http://es.wikipedia.org/wiki/Consumo_energ%C3%A9tico
24
Hidráulica: en 2005, el consumo hidroeléctrico mundial alcanzó los
816 GW (750 GW en grandes centrales y 66 GW en centrales
microhidráulicas).
Biomasa y biocombustibles: en 2005, el consumo eléctrico
procedente de la biomasa fue de 44 GW. También, la producción de
bioetanol aumentó en un 8% (alcanzando los 33 000 millones de
litros). El biodiésel aumentó un 85% (hasta los 3 900 millones de
litros).
Eólica: la energía eólica sufrió un aumento del 27%, llegando a un
total de 94,1 GW.
Solar: en 2007, la electricidad fotovoltaica fue la que tuvo un mayor
crecimiento, con un 83% (hasta alcanzar una capacidad total
instalada de 8,7 GW).
Geotérmica: en 2005, la energía térmica supuso 9,3 GW (más 28
GW adicionales por calefacción directa) del consumo mundial,
aunque, si se incluye el calor recuperado por las bombas de calor
geotermales, el uso para fines no eléctricos es ronda los 100 GW.
25
En España25
El sector de la energía en España supone un 5% del PIB, aunque es uno de
los elementos que ha limitado el desarrollo económico de España
(carencia de hidrocarburos líquidos y gaseosos y mala calidad del carbón).
Esta escasez de recursos conlleva a depender de otros países, ya que, el
grado de autoabastecimiento ronda el 25%. El grado de dependencia
energética externa de España es mayor que la media de la Unión Europea,
ya que debe importar alrededor del 78% de otros países.
En 2008, el consumo de energía primaria en España en fue de 142 Ktep26
(descendiendo un 3,1% respecto a 2007).
Desde 2002, la demanda energética española ha ido creciendo en torno al
3,5 % anual. Sin embargo, en 2009, la demanda eléctrica bajó un 4,6%.
Combustibles fósiles En el año 2000, un 56% de la energía eléctrica producida procedía de
combustibles fósiles (carbón y fuel-oil). Posteriormente, las energías
renovables han ido en aumento (llegando al 26% en 2009), ya que ha sido
estimulada por los distintos Gobiernos
Es importante destacar la creación de nuevas centrales de ciclo
combinado (cubren el 29% de la demanda), ya que son la principal fuente
de generación eléctrica.
Energía nuclear La energía nuclear está experimentando un crecimiento negativo (debido
a las moratorias nucleares). Las seis centrales nucleares españolas han
pasado del 35 % de la producción total, en 1996, a menos del 20 % en el
año 2009.
25
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_en_Espa%C3%B1a 26
Kilotoneladas equivalentes de petróleo
26
Energías renovables Se ha producido un aumento de las energías renovables. En 2009 dichas
energías cubrieron el 26%. También se han creado diversas centrales de
ciclo combinado que cubrieron el 29% de la demanda, por tanto, esta es la
fuente principal de energía eléctrica.
Detallando un poco más:
Hidráulica: un 18,5% de la energía eléctrica producida tiene origen
hidráulico (respecto al 92% en 1940). En 2008, la potencia instalada
fue de 18.451 MW. Esta cantidad varía en función de las
precipitaciones.
Eólica: la energía eólica en España está por delante de la nuclear. En
2005, la demanda fue del 7,7%, mientras que, en 2009, alcanzó el
13%, por lo que se puede decir está evolucionando favorablemente,
ya que, en 2007, España produjo el 20% de la energía eólica
mundial.
Biomasa27: se está introduciendo este tipo de energía en España de
manera muy favorable. Se van a crear dos nuevas centrales que
producirán 120 millones y 200 millones, respectivamente, de kWh
anuales. Se estima que la segunda central quemará 175.000
toneladas de biomasa anualmente.
Solar28: el potencial solar de España es el más alto de Europa, por lo
que es el país que produce más energía solar en Europa, exportando
un 80% a Alemania. En todas las plantas fotovoltaicas se producen
más de 3.600 MW, lo que representa un 1,9% de la energía eléctrica
consumida. España es el cuarto país del mundo en tecnologías de
energía solar
27
http://news.soliclima.com/noticias/biomasa/cada-vez-mas-plantas-de-biomasa-en-espana 28
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_en_Espa%C3%B1a
27
Geotérmica29: se está intentando aprovechar ese tipo de energía en
España. Una empresa australiana está analizando el potencial
geotérmico en zonas de Canarias, Cataluña y Madrid. Si es posible,
se intentará crear centrales geotérmicas que inyecten agua a 4 Km
de profundidad. El problema es que perforar el terreno puede
costar entre seis y ocho millones de euros y no es seguro que se
encuentre una zona cálida en la primera perforación, por lo que
habría que realizar varias excavaciones hasta encontrar una que
fuera viable.
Problemas del consumo de energía30
Actualmente, la demanda de energía mundial está satisfecha por el uso de
combustibles fósiles en un 86 %. Esto conlleva un grave problema
consistente en:
La quema de petróleo, carbón y gas natural ha causado un aumento del
CO2 en la atmósfera (1,4 ppm/año). Esto produce en aumento de la
temperatura mundial, cosa que ya ha ido ocurriendo desde hace 150 años,
la temperatura ha aumentado 0,5ºC, pero si se mantienen las condiciones
actuales, se prevé que en 2020 habrá un aumento de 1ºC, y en 2050, de
2ºC. Esto ocasionaría un grave problema, ya que al incrementar la
temperatura mundial, se produciría un deshielo en los polos, lo que
produciría un aumento del nivel del mar, y esto desencadenaría otros
muchos problemas.
También, si nos guiamos por Teoría del Pico de Hubbert31, las reservas de
petróleo en 2050 no serán suficientes para satisfacer las necesidades
29
http://www.lasenergiasrenovables.com/noticias/geotermia/buscanenergiageotermicaenespaa/index.html 30
http://www.nuclenor.org/public/otros/CEOE.pdf
28
energéticas mundiales. Por lo tanto, hay dos alternativas: dejar de
depender de los combustibles fósiles o bajar el nivel de vida.
Opiniones muy pesimistas (Teoría de Olduvai) 32 piensan que esto
desencadenará una catástrofe mundial, fijando aproximadamente el 2100
para finalización de la era industrial. Posteriormente, habría una
involución de la humanidad hasta llegar a una civilización paleolítica.
Otras opiniones menos extremistas piensan que esto desencadenará una
grave crisis económica y energética, pero no se alcanzarán resultados tan
catastróficos.
Debido a la industrialización, el N2O también ha ido aumentando.
Actualmente existen 0,046 ppm, es decir, un 16% más que en 1750.
Actualmente contribuye con un 6% al forzamiento radiactivo.
También, el CH4 ha ido aumentado, se calcula que un 150% desde 1750.
Aunque su concentración está aumentando (1,610 ppm en 1983 y 1,775
en 1998), el ritmo de aumento se está reduciendo. Contribuye al
forzamiento radiactivo un 20%.
Aunque la cantidad de SF6 emitida al año es relativamente pequeña (11,5
toneladas en 2006), este gas tiene un potencial de calentamiento superior
en 22.200 veces al CO2.
Además del CO2, el N2O y el CH4, existen otros gases de efecto
invernadero, como los hidrofluorocarbonos (HFC) y los perfluorocarbonos
(PFC), que permanecen en la atmósfera durante periodos
extremadamente largos, y pueden influir en el clima del futuro incluso con
emisiones relativamente pequeñas.
31
http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_del_pico_de_Hubbert 32
http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_Olduvai
29
En España33
España es el país europeo que se encuentra más lejos del objetivo de
reducción de CO2. En 2004-2005, las emisiones sobrepasaban en un 47,9-
52%, cuando el objetivo era haber incrementado sólo un 15%.
Si se cumpliera el objetivo, estaríamos un 20% por debajo de la media
europea (teniendo en cuenta las emisiones per cápita y las emisiones por
unidad de PIB).
33
http://www.nuclenor.org/public/otros/CEOE.pdf
30
Medidas y propuestas34
1. Utilización de tecnologías eficaces y uso de combustibles
alternativos: la innovación es la única forma para que el aumento
de la producción no esté ligado al incremento de emisiones.
2. Utilización de la energía nuclear en el sistema eléctrico: es la única
fuente energética capaz de asegurar el suministro eléctrico con un
precio asequible para los consumidores sin aumentar las emisiones
de CO2.
3. Se deben incluir a todos los países que contribuyan a la emisión de
GEI35 y no tomar medidas unilaterales que no resuelven los
problemas a nivel mundial.
4. El SF6 es utilizado como aislante en equipos eléctricos, tanto de alta como de media tensión, por lo tanto se recomienda reducir el uso de este gas, mejorar la cualificación de los operarios que realizan las cargas del gas y promover información medioambiental sobre este gas.
5. Aprovechar el CH4 de los vertederos: recuperando este gas, se podrán evitar la emisión de 265 Kt CO2 eq al año.
6. Modificación del impuesto de matriculación: actualmente se basa en la cilindrada del vehículo, pero se deberá añadir otro basado en las emisiones de CO2 por kilómetro. Por ejemplo, si las emisiones son menores a 120 g CO2/Km el impuesto será nulo, pero, si superan los 200 g CO2/Km, el impuesto será del 14,75%.
34
http://www.nuclenor.org/public/otros/CEOE.pdf 34 bis
http://www.mma.es/secciones/cambio_climatico/documentacion_cc/estrategia_cc/pdf/plan_med_urg.pdf 35
Gases de Efecto Invernadero
31
7. Potenciar el transporte de mercancías por ferrocarril: mejorando la gestión y las infraestructuras actuales.
8. Mejora del alumbrado público: aplicando un plan de ahorro y eficiencia energética se podrá llegar a evitar la emisión de 0,065 Mt de CO2 al año.
9. Repotenciación de parques eólicos: reparando parques eólicos obsoletos, se podrá incrementar la potencia producida, alcanzando el objetivo de 22.000 MW. Así se produciría una reducción de 2,02 millones de toneladas de CO2 (previsto para 2010).
10. Aprovechar la energía eólica marina: se estima que este tipo de energía produciría 1000 MW. Con esto se podría evitar la emisión de 1,5 Mt de CO2 al año.
11. Reducción del uso de fertilizantes nitrogenados: fomentando el uso de nuevos tipos de abonos. Con esto se habría una reducción de 785 Kt CO2 eq.
