TEME

Energiile regenerabile sunt viitorul

Energiile regenerabile sunt viitorul

De José Santamarta

Energia regenerabilă va rezolva multe dintre problemele de mediu, precum schimbările climatice, deșeurile radioactive, ploile acide și poluarea aerului. Dar acest lucru necesită voință politică și bani.

Epoca de piatră nu s-a încheiat din lipsă de pietre, iar epoca combustibililor fosili nu se va încheia din cauza epuizării petrolului, gazelor naturale și cărbunelui.

Energia regenerabilă va rezolva multe dintre problemele de mediu, precum schimbările climatice, deșeurile radioactive, ploile acide și poluarea aerului. Dar acest lucru necesită voință politică și bani.


În 2003, consumul mondial de energie a depășit 10.500 milioane tone echivalent petrol (Mtoe): 2.400 Mtep de cărbune, 3.600 Mtep de petrol, 2.300 Mtep de gaze naturale, 610 Mtep de energie nucleară, 590 Mtep de hidroelectric și aproape de 950 Mtep de biomasă, în principal lemn de foc și încă cantități mici de geotermie, solare și eoliene.

Producția, transformarea și consumul final al unei astfel de cantități de energie este principala cauză a degradării mediului. Consumul este distribuit foarte inegal, deoarece țările OCDE, cu 15% din populația lumii, consumă 60% din energie, ultimul factor care trebuie luat în considerare la distribuirea responsabilităților pentru criza de mediu.

Consumul de energie primară în Spania a trecut de la 88 Mtep în 1990 la 132,6 Mtep în 2003 (o creștere de 50,7%), anul în care dependența energetică a ajuns la 78%, în ciuda faptului că în producția națională se include energia nucleară din motive metodologice extrem de discutabile. Dacă sunt îndeplinite previziunile guvernului anterior al PP, emisiile de dioxid de carbon din sursele de energie vor crește cu 58% între 1990 și 2010, în cel mai favorabil scenariu, ceea ce face imposibilă matematic respectarea Protocolului de la Kyoto.


Producția, transformarea și utilizarea finală a unei astfel de cantități de energie, de asemenea, în Spania este principala cauză a degradării mediului: 9 centrale nucleare în funcțiune și una închisă permanent, o problemă serioasă a deșeurilor radioactive nerezolvate, aproximativ o mie de rezervoare pe care le au inundate ireversibil de 3.000 de kilometri pătrați și emisiile de gaze cu efect de seră, care reprezintă 77,73% din total. În plus, sunt emise 2,4 milioane de tone de dioxid de sulf și 1,3 milioane de tone de oxizi de azot.

La rata actuală de extracție, rezervele estimate de cărbune vor dura 1.500 de ani, cele de gaze naturale 120 și cele de petrol nu mai puțin de 60 de ani. Îmbunătățirea tehnologiilor de extracție va crește durata rezervațiilor, prin accesarea zonelor de mare adâncime. Nu există nicio problemă de epuizare a combustibililor fosili la orizontul imediat, deși consumul actual este de 100.000 de ori mai rapid decât rata sa de formare; adevărata problemă este cea a chiuvetelor, cum ar fi atmosfera, unde se acumulează dioxid de carbon și alte gaze cu efect de seră, cu încălzirea ulterioară. Prețurile ridicate ale petrolului agravează situația, deși trebuie amintit că sunt mult mai mici decât cele din 1980, anul în care au ajuns la 80 de dolari pe baril la prețurile curente, dolarul mergând de atunci până astăzi, ținând cont de inflație.

Criza de mediu gravă, epuizarea resurselor și dezechilibrele dintre nord și sud sunt factori care fac necesară întreprinderea unei noi politici energetice. Pe termen scurt, prioritatea este creșterea eficienței energetice, dar aceasta are limite economice și termodinamice, astfel încât pe termen lung numai dezvoltarea energiilor regenerabile va permite rezolvarea marilor provocări ale viitorului. Energiile regenerabile sunt singura soluție durabilă, iar energia nucleară, fisiunea sau fuziunea, nu ar face decât să agraveze situația și să conducă la un impas, al proliferării nucleare și generării de deșeuri radioactive.

Ce sunt energiile regenerabile?

Sub denumirea de energii regenerabile, alternative sau moi, sunt incluse o serie de surse de energie care uneori nu sunt noi, cum ar fi lemne de foc sau centrale hidroelectrice, nici regenerabile în sens strict (geotermale) și care nu sunt întotdeauna utilizate într-un mod moale sau descentralizată, iar impactul lor asupra mediului poate fi semnificativ, precum baraje pentru utilizări hidroelectrice sau biocombustibili pentru monocultură. În prezent, acestea furnizează 20% din consumul mondial (statisticile nu reflectă de obicei greutatea lor reală), potențialul lor fiind enorm, deși dificultățile de tot felul și-au întârziat dezvoltarea în trecut.


Cu excepția energiei geotermale, toate energiile regenerabile derivă direct sau indirect din energia solară. Direct în cazul luminii și căldurii produse de radiația solară și indirect în cazul energiei eoliene, hidraulice, mareelor, a undelor și a biomasei, printre altele. Energiile regenerabile, de-a lungul istoriei și până în secolul al XIX-lea, au acoperit practic toate nevoile de energie ale omului. Abia în ultimele sute de ani au fost depășite, mai întâi prin utilizarea cărbunelui, iar după 1950 de petrol și într-o măsură mai mică de gaze naturale. Energia nucleară, cu 441 de centrale nucleare în 2003, cu o capacitate instalată de 360 ​​GW, acoperă o parte neglijabilă a consumului mondial și, în ciuda unor prognoze optimiste, rolul său va fi întotdeauna marginal.

Chiar și astăzi, pentru mai mult de două miliarde de oameni din țările din sud, principala sursă de energie este lemnul de foc, afectat de o criză energetică reală, cauzată de defrișări și creșterea rapidă a populației. Biomasa, și în principal lemnul de foc, furnizează 14% din consumul mondial, cifră care în țările din sud crește la 35% la nivel global, deși în Tanzania ajunge la 90% și în India depășește 50%; în cea mai bogată țară, Statele Unite, reprezintă 4% din consumul global, un procent mai mare decât cel al energiei nucleare, în Uniunea Europeană 3,7% și în Spania 3%.

În 1999, a fost aprobat Planul pentru promovarea energiilor regenerabile în Spania, stabilind obiectivele pentru 2010. Având în vedere evoluția actuală, Planul nu va fi îndeplinit, deși IDAE a revizuit obiectivele în sus și încearcă să creeze condițiile care permit tu să recuperezi timpul pierdut. Energiile regenerabile în 2003 au reprezentat 6% din consumul de energie primară, o cifră foarte departe de cele 12% care urmează să fie realizate în 2010. Planul din 1999 și Directiva 2001/77 / CE prevăd producerea a 29,4% din totalul energiei electrice în 2010 cu surse regenerabile de energie .

Soarele strălucește pentru toată lumea

Energia solară absorbită de Pământ într-un an este echivalentă cu 20 de ori mai mare decât energia stocată în toate rezervele de combustibili fosili din lume și de zece mii de ori mai mare decât consumul actual. Soarele este singura sursă de materie organică și energie vitală de pe Pământ și, deși uneori trece neobservată, astăzi folosim deja energia solară în masă, sub formă de alimente, lemne de foc sau energie hidroelectrică. Aceiași combustibili fosili, a căror ardere se află la originea deteriorării mediului, nu sunt altceva decât energia solară stocată de milioane de ani. Fotosinteza este astăzi cea mai importantă utilizare a energiei solare și singura sursă de materie organică, adică hrană și biomasă.

Deși toate sursele de energie, cu excepția geotermale și nucleare, provin de la soare, în sensul actual termenul solar are un sens limitat la utilizarea directă a energiei din soare, fie sub formă de căldură, fie de lumină. Soarele răsare pentru toată lumea în fiecare zi și ne va trimite în continuare cantități uimitoare de căldură și energie, indiferent de utilizarea pe care o putem face din el. Cea mai mare virtute a sa este, de asemenea, defectul său cel mai mare, deoarece este o formă difuză și slab concentrată de energie și, prin urmare, dificultățile implicate în utilizarea directă a radiațiilor solare, într-o societate în care consumul de energie este concentrat în câteva câteva fabrici industriale și mari metropole.


Distribuția radiației solare înregistrează variații geografice mari, variind de la doi kWh pe m2 pe zi în nordul Europei la 8 kWh pe m2 în deșertul Sahara. La fel de importante sunt variațiile zilnice și sezoniere ale radiației solare și cele două componente ale acesteia, radiația directă și difuză. Radiația directă este cea primită de la soare când cerul este senin, iar radiația difuză este cea care rezultă din reflectarea în atmosferă și nori. Unele echipe le folosesc pe amândouă, iar altele doar pe cea directă, cum este cazul plantelor turn.

Utilizarea energiei solare poate fi indirectă, prin vânt (vânt) și evaporarea apei (hidraulică), printre alte moduri, sau directă, prin captare termică activă sau pasivă și prin captare de fotoni. Un exemplu al acestuia din urmă este captarea fotochimică efectuată de plante și efectul fotoelectric, originea celulelor fotovoltaice actuale.

Singurele efecte negative ar putea fi în cazul ipotetic al plantelor solare mari din spațiu și, într-o măsură mai mică, în centralele turnului central, datorită utilizării substanțelor potențial poluante utilizate pentru acumularea și transmiterea căldurii. Un alt posibil efect este utilizarea teritoriului, datorită suprafețelor mari necesare, deși o țară precum Spania ar putea satisface toate nevoile sale de energie electrică cu doar 1.000 km2, 0,2% din teritoriul său.

Hidrogen

Producția de hidrogen este încă un proces tehnologic imatur și costisitor, așa că vor fi necesare investiții uriașe în cercetare. Când hidrogenul este produs comercial, în decurs de 10 sau 20 de ani și pe baza unor factori la fel de abundenți ca apa și energia solară și eoliană, problemele energetice și de mediu vor fi rezolvate, deoarece hidrogenul, spre deosebire de alți combustibili, nu este poluant. Hidrogenul este produs prin electroliză, un proces care necesită cantități mari de energie electrică, care poate fi obținut datorită celulelor fotovoltaice și a turbinelor eoliene, stocând astfel energia solară și eoliană.

În orice caz, în deceniile următoare vom intra într-o economie bazată pe hidrogen ca combustibil secundar sau vector energetic; arderea sa abia poluează. Energia primară pentru obținerea acesteia va fi solară și eoliană, iar conversia se va face în celule de combustibil, ceea ce va însemna o mare revoluție. Până în 2020, se așteaptă ca majoritatea vehiculelor să funcționeze cu pile de combustibil.

De la Grecia antică până astăzi

Utilizarea pasivă a energiei solare a început în trecutul foarte îndepărtat. În Grecia antică, Socrate a subliniat că casa ideală ar trebui să fie răcoroasă vara și caldă iarna, explicând că „în casele orientate spre sud, soarele pătrunde în pridvor iarna, în timp ce vara arcul solar descris se ridică deasupra capetelor noastre și deasupra acoperișul, deci există umbră ". În epoca romană, garanția drepturilor la soare a fost încorporată în dreptul roman și, astfel, Codul Justinian, care colectează codurile anterioare, a declarat că „dacă un obiect este plasat într-un mod de a ascunde soarele de un heliocamin, acesta trebuie să fie a declarat că un astfel de obiect creează umbră într-un loc în care lumina soarelui este o necesitate absolută, ceea ce încalcă dreptul heliocaminului la soare.


Arhimede, cu 212 de ani înainte de Hristos, potrivit legendei, a folosit oglinzi incendiare pentru a distruge navele romane care au asediat Siracuza. Roger Bacon, în secolul al XIII-lea, i-a propus Papei Clement al IV-lea folosirea oglinzilor solare în cruciade, întrucât „această oglindă ar arde cu înverșunare orice a fost concentrat. Trebuie să credem că Antihristul va folosi aceste oglinzi pentru a da foc orașelor , câmpuri și arme ". În 1839, omul de știință francez Edmund Becquerel a descoperit efectul fotovoltaic și în 1954 Bell Telephone a dezvoltat primele celule fotovoltaice, aplicate ulterior de NASA sateliților spațiali Vanguard și Skylab, printre altele.

Așa-numita arhitectură bioclimatică, moștenitoare a cunoașterii arhitecturii populare, este adaptarea clădirii la climatul local, reducând considerabil costul încălzirii și răcirii, în comparație cu clădirea actuală. Este posibil să se realizeze, cu un consum minim, clădiri confortabile și cu fluctuații de temperatură foarte mici pe tot parcursul anului, deși variațiile climatice sunt foarte marcate în exterior. Designul, orientarea, grosimea pereților, dimensiunea ferestrelor, materialele de construcție utilizate și tipul de geamuri, sunt câteva dintre elementele arhitecturii solare pasive, moștenitorul celei mai bune tradiții arhitecturale. Investițiile care rareori depășesc cinci la sută din costul clădirii, permit economii de energie de până la 80% din consum, amortizând rapid costul suplimentar inițial.

Utilizarea energiei solare în clădiri presupune dispariția unei singure tipologii de construcție, folosită astăzi de la latitudinile reci din nordul Europei până la Ecuador. Dacă casa nu este construită adaptată la climă, încălzirea sau răcirea va fi întotdeauna o problemă serioasă care va costa cantități mari de energie și bani.

Colectorul solar

Colectorul solar plat, folosit de la începutul secolului pentru încălzirea apei la temperaturi de 80 de grade Celsius, este cea mai comună aplicație a energiei termice a soarelui. Țări precum Germania, Austria, Japonia, Israel, Cipru sau Grecia au instalat câteva milioane de unități.

Elementele de bază ale unui colector solar plat sunt capacul transparent din sticlă și o placă absorbantă, prin care circulă apa sau alt fluid de transfer de căldură. Alte componente ale sistemului sunt izolația, cutia de protecție și rezervorul acumulatorului. Fiecare metru pătrat de colector poate produce anual o cantitate de energie echivalentă cu aproximativ optzeci de kilograme de petrol.

Cele mai răspândite aplicații sunt generarea de apă caldă pentru case, piscine, spitale, hoteluri și procese industriale și încălzire, locuri de muncă în care este necesară căldură la temperaturi scăzute și care poate reprezenta mai mult de o zecime din consum. Spre deosebire de tehnologiile convenționale pentru încălzirea apei, investițiile inițiale sunt mari și necesită o perioadă de recuperare între 5 și 7 ani, deși, deoarece este ușor de dedus, combustibilul este gratuit și costurile de întreținere sunt scăzute.


Mai sofisticate decât colectoarele plate sunt colectoarele de vid și colectoarele de concentrare, care sunt mai scumpe, dar capabile să atingă temperaturi mai ridicate, ceea ce permite acoperirea unor segmente mari de cerere industrială și chiar producerea de energie electrică. Colectorii solari cu concentrație liniară sunt oglinzi parabolice, care au o conductă în linia focală prin care circulă fluidul de transfer de căldură, capabil să atingă 400 de grade Celsius. La astfel de temperaturi, electricitatea și căldura pot fi produse pentru procesele industriale. În Statele Unite, funcționează peste o sută de mii de metri pătrați de concentratoare liniare, iar compania „Luz Internacional” a instalat șase centrale în California pentru a produce electricitate, cu o putere de 354 MW de energie electrică (1 MW = 1.000 kW) și randamente satisfăcătoare. Costul kWh se ridică la 15 cenți, încă mai mare decât cel convențional, dar interesant în multe zone departe de rețeaua de distribuție care au o bună insolație. Perspectivele sunt promițătoare, în ciuda unor eșecuri, după cum a dovedit falimentul lui Luz în 1991 și vânzarea ulterioară, iar astăzi există mai multe proiecte în desfășurare în Spania și India, printre alte țări. Planul guvernului prevede producția de 180 ktep în 2010 de la centralele solare termoelectrice, cu o capacitate instalată de doar 200 de megawați și o producție de 458,9 GWh / an.

Colectoarele punctuale sunt oglinzi parabolice în a căror focalizare este dispus un receptor, în care fluidul de transfer este încălzit, trimis ulterior către o turbină centralizată sau un motor este instalat direct. Așa-numitele centrale solare cu turn central sunt formate din numeroase oglinzi mari de suprafață (heliostatice) care, datorită orientării constante, concentrează radiația solară pe un receptor de vapori situat în partea de sus a unui turn. Dezvoltarea heliostaticelor cu costuri reduse, folosind materiale noi precum poliester, fibră de sticlă sau membrane din fibră de grafit tensionate și receptoare mai fiabile și mai eficiente, deschide noi posibilități de utilizare a energiei solare pentru a obține electricitate.

În Spania rămân multe de făcut în ceea ce privește energia solară. În timp ce în 2002 aveam doar 522.561 de metri pătrați de colectoare solare, în Germania, cu mult mai puțin soare și mai puțină suprafață, ei aveau 3.365.000 de metri pătrați deja în 2000! În Grecia aveau 2.460.000 de metri pătrați și în Austria 2.170.000 de metri pătrați. Obiectivele sunt de a atinge 336 ktep în 2010, instalând un total de 4.500.000 de metri pătrați suplimentari. Noile reglementări municipale, care necesită instalarea de colectoare solare în toate locuințele nou construite sau renovări majore, vor permite relansarea unei piețe cu un viitor imens. Cererea potențial accesibilă cu colectoare solare plate se ridică la 6,1 Mtoe.

Celule solare

Producția de energie electrică din celulele fotovoltaice este încă de șase ori mai scumpă decât cea obținută în centralele de cărbune, dar cu doar două decenii în urmă era de douăzeci de ori mai mare. În 1960, costul instalării unui singur watt de celule fotovoltaice, cu excepția bateriilor, transformatoarelor și a altor echipamente auxiliare, a fost de 2.000 USD; în 1975 era doar 30 USD și în 2004 trece de la 2,62 USD la 4,25 USD, în funcție de suma și tipul de instalare. Dacă în 1975 kWh-ul a costat mai mult de 7 euro, prețul actual este între 0,3 și 0,6 euro, ceea ce permite utilizarea celulelor fotovoltaice pentru a produce electricitate în locuri îndepărtate de rețelele de distribuție și pentru a concura cu alternativele existente, precum generatoarele electrice din ulei.

Astăzi, în Statele Unite, producția de kWh costă 4 până la 8 cenți într-o centrală de cărbune, 4 până la 6 în parcuri eoliene, 5 până la 10 într-o centrală de petrol, 12 până la 15 într-o centrală nucleară și 25 până la 40 de cenți folosind celule fotovoltaice. În anii următori, este de așteptat să reducă costul kWh la 12 cenți de euro înainte de 2010 și la 4 cenți până în 2030. Desigur, costurile anterioare nu includ rezultatele deteriorării cauzate mediului de către diferitele moduri de producere electricitate.electricitate.


Efectul fotovoltaic, descoperit de Becquerel în 1839, constă în generarea unei forțe electromotoare într-un dispozitiv semiconductor, datorită absorbției radiației luminii. Celulele fotovoltaice transformă energia luminii de la soare în energie electrică, cu un singur dezavantaj: costul economic încă foarte ridicat pentru producția centralizată. Cu toate acestea, celulele fotovoltaice sunt deja competitive în toate acele locuri departe de rețea și cu o cerere redusă, cum ar fi satele și casele fără electrificare, repetatoarele de televiziune, balizele, agricultura, farurile, calculatoarele și alte bunuri de larg consum. De-a lungul deceniului, piața fotovoltaică a crescut la rate anuale de peste 40% și există deja peste 2.500 de megawatti instalați în întreaga lume. Se estimează că va trebui instalat încă 85.000 MWp, investind aproximativ 50.000 milioane de euro, pentru ca fotovoltaica să fie competitivă pe piață, ceea ce implică un preț de 1 euro pe watt. Pentru a obține o reducere de preț de 20%, producția trebuie dublată, în funcție de experiență sau curba de învățare.

În prezent, majoritatea celulelor fotovoltaice sunt realizate din siliciu monocristalin de înaltă puritate, un material obținut din nisip, foarte abundent în natură. Purificarea siliciului este un proces foarte scump, datorită dependenței de piața componentelor electronice, care necesită o puritate (siliciu de calitate electronică) mai mare decât cea necesară celulelor fotovoltaice. Obținerea de siliciu de calitate solară, direct din siliciu metalurgic, a cărui puritate este de 98%, ar reduce considerabil costurile, la fel ca producția de celule din siliciu amorf sau alte proceduri, astăzi într-o stare avansată de cercetare și ale căror rezultate pot fi decisive în următorul deceniu. Multinaționala BP produce celule performante la fabrica sa din Madrid, numită Saturno. Sprijinul instituțional, deschiderea de noi piețe, poate scurta timpul necesar pentru competitivitatea deplină a celulelor fotovoltaice.

Suprafața ocupată nu pune probleme. În zona mediteraneană, 90 de milioane kWh pe an ar putea fi produse pe kilometru pătrat de suprafață acoperită de celule fotovoltaice, iar înainte de anul 2010, cu randamentele preconizate, se vor atinge 150 milioane kWh pe km2. În ceea ce privește stocarea, producția de hidrogen prin electroliză și utilizarea ulterioară a acesteia pentru a produce electricitate sau alte utilizări, poate fi o soluție optimă.

Obiectivul guvernului era să aibă 143,7 MWp (vârf de megawați) instalat în 2010, din care 135 MWp noi, din care 61 MWp ar trebui să fie instalați înainte de 2006 (15% în instalații izolate și 85% în instalații conectate la rețea). Între 1998 și 2001 au fost instalate doar 6,9 MWp. În timp ce în Germania aveau 87,5 MWp (de șapte ori mai mult decât în ​​Spania), grație programului de acoperișuri solare de 100.000, care intenționează să instaleze 300 MWp între 1999 și 2004. Chiar și Țările de Jos, cu puțin soare și suprafață, aveau mai multă putere instalată (12, 2 MWp). Prețul kWh fotovoltaic, cu primele, se ridică la 0,397 euro (maxim) și 0,217 euro (minim), față de 0,72 și 0,35 în Austria, 0,48 în Germania și 0,39 și 0,23 în Portugalia. În Spania, 50,85 MWp de celule fotovoltaice au fost fabricate în 2002 (36% din producția europeană), aproape 90% fiind destinate exportului. Cei mai mari doi producători sunt Isofoton și BP Solar, deși 182 de companii activează în acest sector, angajând peste 4.000 de angajați. Prețurile modulelor fotovoltaice au scăzut considerabil, de la 7,76 euro / Wp în 1990 la 3,3 euro / Wp în 2000. În Spania, cu o radiație solară zilnică mai mare în aproape întreg teritoriul la 4 kWh pe metru pătrat, potențialul este imens. Doar 180 TWh ar putea fi produse anual pe acoperișurile caselor spaniole. În lume, conform raportului „Generarea solară”? al Asociației Industriei Fotovoltaice Europene și Greenpeace, ar trebui să ajungă la 276 TWh în 2020, cu investiții anuale de 75.000 de milioane de euro.

Râuri de energie

Hidroenergia este generată prin trecerea unui curent de apă printr-o turbină. Electricitatea generată de o cascadă depinde de cantitatea și viteza apei care trece prin turbină, a cărei eficiență poate ajunge la 90%. Utilizarea electrică a apei nu produce un consum fizic al acesteia, dar poate intra în conflict cu alte utilizări de aprovizionare agricolă sau urbană și, mai presus de toate, centralele mari au un mare impact asupra mediului. Centralele hidroelectrice în sine nu poluează; Cu toate acestea, construcția sa produce numeroase modificări ale teritoriului și ale faunei și florei: împiedică migrația peștilor, navigația fluvială și transportul de elemente nutritive în aval, provoacă o scădere a debitului râului, modifică nivelul pânza freatică, compoziția apei îndiguite și microclimatul, și originează scufundarea terenurilor arabile și deplasarea forțată a locuitorilor din zonele inundate. În majoritatea cazurilor, este cel mai ieftin mod de a produce electricitate, deși costurile de mediu nu au fost luate în considerare în mod serios.

Potențialul electric neexploatat este enorm. Doar 17% din potențial este utilizat la nivel mondial, cu o mare disparitate între țări. Europa folosește deja 60% din potențialul său tehnic utilizabil. Țările lumii a treia folosesc doar 8% din potențialul lor hidraulic. În Spania, potențialul tehnic suplimentar dezvoltabil ar putea dubla producția actuală, ajungând la 65 TWh pe an, deși costurile de mediu și sociale ar fi disproporționate. Minihidrocentralele provoacă mai puține daune decât proiectele mari și ar putea furniza energie electrică suprafețelor mari care nu au.

Planul de dezvoltare stabilește un obiectiv de 720 MW noi, până la 2.230 MW. Între 1998 și 2001, 95,4 MW au fost puse în funcțiune, astfel încât obiectivul nu va fi atins la rata actuală, în principal din cauza barierelor administrative și a impactului asupra mediului. În 2001, puterea centralelor hidroelectrice cu mai puțin de 10 MW s-a ridicat la 1.607,3 MW și producția a ajuns la 4.825 GWh, iar în hidrocentralele mari puterea a fost de 16.399,3 MW și producția a fost de 39.014 GWh. Trebuie amintit că anul 2001 a fost excepțional, deoarece a plouat mult mai mult decât de obicei.

Putere eoliana

Energia eoliană este o variantă a energiei solare, deoarece derivă din încălzirea diferențială a atmosferei și denivelările suprafeței pământului. Doar o mică parte din energia solară primită de Pământ este transformată în energie cinetică de la vânt și totuși aceasta atinge cifre enorme, de câteva ori mai mari decât toate nevoile actuale de energie electrică. Energia eoliană ar putea furniza de cinci ori mai multă energie electrică decât totalul consumat la nivel mondial, fără a afecta zonele cu cea mai mare valoare ecologică.

Puterea care poate fi obținută cu un generator de vânt este proporțională cu cubul vitezei vântului; prin dublarea vitezei vântului, puterea este înmulțită cu opt și, prin urmare, viteza medie a vântului este un factor determinant atunci când se analizează viabilitatea posibilă a unui sistem eolian. Energia eoliană este o resursă foarte variabilă, atât în ​​timp cât și în loc, și se poate schimba foarte mult pe distanțe foarte mici. În general, zonele de coastă și vârfurile montane sunt cele mai favorabile și cele mai bine echipate pentru valorificarea vântului în scopuri energetice.

Conversia energiei eoliene în electricitate se realizează prin intermediul turbinelor eoliene, cu dimensiuni variind de la câțiva wați la 5.000 kilowați (5 MW). Turbinele eoliene s-au dezvoltat intens de la criza petrolului din 1973, fiind construite peste 150.000 de mașini de atunci. Capacitatea instalată a fost de 40.000 MW în 2003, concentrată în Germania, Spania, Statele Unite și Danemarca.

În 2004, producția de energie electrică este deja competitivă în locurile în care viteza medie a vântului depășește 4 metri pe secundă. Este de așteptat ca în câțiva ani și utilajele mari instalate pe mare să devină profitabile. Energia eoliană nu poluează, iar impactul său asupra mediului este foarte mic în comparație cu alte surse de energie. De aici și nevoia de a accelera implementarea sa în toate locațiile favorabile, încercând în același timp să reducă posibilele repercusiuni negative, în special asupra păsărilor și peisajului, în unele locații.

Cărbunele și mai târziu electricitatea au distrus utilizarea vântului până la criza energetică din 1973, anul în care prețurile petrolului au crescut și a început renașterea unei surse a cărei contribuție în deceniile următoare ar putea acoperi 20 la sută din necesarul mondial de energie electrică fără schimbări în gestionarea rețelei de distribuție.

În 2004, energia eoliană în Spania va depăși 7.000 MW. Prețul kWh în Spania a fost de 0,0628 euro în sistemul prețurilor fixe sau 0,066 în cel mai stimulent fond (0,037 în așa-numitul preț al fondului și 0,0289 în compensație), comparativ cu 0,09 în Germania și este unul dintre cele mai mici din Uniunea Europeană, dar sistemul de susținere a prețurilor și-a dovedit valoarea în Germania și Spania. Din 1996 până în 2002, prețul tarifului eolian pentru producătorii acoperiți de Decretul Regal 2366/94 a scăzut cu 36,94%. Costurile energiei eoliene sunt deja competitive cu cele ale energiilor convenționale: aproximativ 900 de euro pe KW instalat.

În 2010, în Spania vom ajunge la 20.000 MW, iar în 2040 putem ajunge la 100.000 MW fără probleme, producând o mare parte din energia electrică pe care o consumăm, precum și hidrogen, dar pentru aceasta trebuie depășite anumite dificultăți pentru a integra energia eoliană în rețeaua electrică și să depășească opoziția irațională față de noile parcuri eoliene. Fiecare kWh de vânt ar economisi un kilogram de CO2, printre alte substanțe poluante. Energia eoliană este cea mai ieftină modalitate de a reduce emisiile poluante și de a merge spre durabilitate.

Energie geotermală

Gradientul termic rezultat din temperaturile ridicate din centrul Pământului (peste o mie de grade Celsius) generează un curent de căldură spre suprafață, un curent care este sursa de energie geotermală. Valoarea medie a gradientului termic este de 25 de grade Celsius pentru fiecare kilometru, fiind mai mare în unele zone seismice sau vulcanice. Los flujos y gradientes térmicos anómalos alcanzan valores máximos en zonas que representan en torno a la décima parte de las tierras emergidas: costa del Pacífico en América, desde Alaska hasta Chile, occidente del Pacífico, desde Nueva Zelanda a Japón, el este de África y alrededor del Mediterráneo. El potencial geotérmico almacenado en los diez kilómetros exteriores de la corteza terrestre supera en 2.000 veces a las reservas mundiales de carbón.

La explotación comercial de la geotermia, al margen de los tradicionales usos termales, comenzó a finales del siglo XIX en Lardarello (Italia), con la producción de electricidad. Hoy son ya 22 los países que generan electricidad a partir de la geotermia, con una capacidad instalada de unos 8.000 MW, equivalente a ocho centrales nucleares de tamaño grande. Estados Unidos, Filipinas, México, Italia y Japón, en este orden, son los países con mayor producción geotérmica.


Actualmente, una profundidad de perforación de 3.000 metros constituye el máximo económicamente viable; otra de las limitaciones de la geotermia es que las aplicaciones de ésta, electricidad o calor para calefacciones e invernaderos, deben encontrarse en las proximidades del yacimiento en explotación. La geotermia puede llegar a causar algún deterioro al ambiente, aunque la reinyección del agua empleada en la generación de electricidad minimiza los posibles riesgos.

Los países con mayores recursos, en orden de importancia, son China, Estados Unidos, Canadá, Indonesia, Perú y México. El potencial geotérmico español es de 600 ktep anuales, según una estimación muy conservadora del Instituto Geominero de España. Para el año 2010 se pretende llegar a las 150 Ktep. Los usos serían calefacción, agua caliente sanitaria e invernaderos, no contemplándose la producción de electricidad.

Biomasa

La utilización de la biomasa es tan antigua como el descubrimiento y el empleo del fuego para calentarse y preparar alimentos, utilizando la leña. Aún hoy, la biomasa es la principal fuente de energía para usos domésticos empleada por más de 2.000 millones de personas en el Tercer Mundo. Los empleos actuales son la combustión directa de la leña y los residuos agrícolas y la producción de alcohol como combustible para los automóviles en Brasil. Los recursos potenciales son ingentes, superando los 120.000 millones de toneladas anuales, recursos que en sus dos terceras partes corresponden a la producción de los bosques.

¿Es la biomasa una energía alternativa? A lo largo y ancho del planeta el consumo de leña está ocasionando una deforestación galopante. En el caso del Brasil se ha criticado el empleo de gran cantidad de tierras fértiles para producir alcohol que sustituya a la gasolina en los automóviles, cuando la mitad de la población de aquel país está subalimentada. Por otra parte, la combustión de la biomasa es contaminante. En el caso de la incineración de basuras, la combustión emite contaminantes, algunos de ellos cancerígenos y disruptores hormonales, como las dioxinas. También es muy discutible el uso de tierras fértiles para producir energía en vez de alimentos, tal y como se está haciendo en Brasil, o el empleo de leña sin proceder a reforestar las superficies taladas.

En España actualmente el potencial energético de los residuos asciende a 26 Mtep, para una cantidad que en toneladas físicas supera los 180 millones: 15 millones de toneladas de Residuos Sólidos Urbanos con un potencial de 1,8 Mtep, 12 millones de toneladas de lodos de depuradoras, 14 millones de t de residuos industriales (2,5 Mtep), 17 Mt de residuos forestales (8,1 Mtep), 35 Mt de residuos agrícolas (12,1 Mtep), 30 Mt de mataderos y 65 Mt de residuos ganaderos (1,3 Mtep). El reciclaje y la reutilización de los residuos permitirán mejorar el medio ambiente, ahorrando importantes cantidades de energía y de materias primas, a la vez que se trata de suprimir la generación de residuos tóxicos y de reducir los envases. La incineración no es deseable, y probablemente tampoco la producción de biocombustibles, dadas sus repercusiones sobre la diversidad biológica, los suelos y el ciclo hidrológico. A más largo plazo, el hidrógeno es una solución más sostenible que el etanol y el metanol.

El Plan de Fomento de las Energías Renovables en España prevé que la biomasa llegue a 10.295 ktep. Hoy apenas llegamos a 3.600 ktep (incluyendo los biocarburantes y el biogás), con un incremento ínfimo respecto a años anteriores. Y las perspectivas no son mucho mejores. Con las políticas actuales, en el año 2010 difícilmente se superará el 50% de los objetivos del Plan (poco más de 5 Mtep), y tampoco se debería hacer mucho más. Los restos de madera, como sostiene ANFTA (Asociación Nacional de Fabricantes de Tableros), son demasiado valiosos para ser quemados, pues constituyen la materia prima base de la industria del tablero aglomerado y sólo debe quemarse como aprovechamiento último, y España es muy deficitaria en restos de madera (se importan más de 350.000 m3), y en madera en general (se importa más del 50%). Además el CO2 se acumula en los tableros (cada metro cúbico de tablero aglomerado fija 648 kg de CO2), mientras que la quema lo libera, se genera más empleo en las zonas rurales, más valor añadido y se producen muebles de madera al alcance de todos. El reciclaje debe tener prioridad frente al uso energético y los únicos residuos de madera que se deberían incinerar son las ramas finas de pino, los restos de matorral, las cortezas y el polvo de lijado.

Los costes de extracción y transporte de las operaciones de limpieza del monte para las plantas de biomasa son de 0,16 euros por kg, a los que hay que añadir los de almacén, cribado y astillado, secado, densificación y el coste del combustible auxiliar. Hoy las centrales termoeléctricas de biomasa no son viables económicamente, y además esos residuos también son necesarios para el suelo (aporte de nutrientes, erosión).

Referencias

Internet
www.idae.es
www.appa.es
www.ciemat.es
www.energias-renovables.com
www.ehn.es
www.eufores.es
www.gamesa.es
www.isofoton.es
www.bpsolar.com
www.erec-renewables.org/default.htm

Revistas
APPAINFO
Lasenergías.com
Eficiencia Energética y Energías Renovables, boletín del IDAE. Números 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
Energías Renovables
C.V. Revista internacional de energía y medio ambiente
Energética XXI
Era Solar
Tecnoambiente
Infopower
Tecnoenergía
Energía. Ingeniería Energética y Medioambiental
World Watch

Libros y estudios
*IDAE (1999). Plan de Fomento de las Energías Renovables en España. Madrid.
*Ministerio de Economía (2002). Planificación de las redes de transporte eléctrico y gasista 2002-2011. Madrid.
*ANFTA (Asociación Nacional de Fabricantes de Tableros) (2002). Restos de madera: demasiado valiosos para ser quemados. Madrid.
*Johansson, T. B. et el (1993): Renewable Energy, Island Press, Washington; D. Deudney y C. Flavin: "Renewable energy: The power to Choose", New York, Norton, 1983.
*Goldemberg et al.: Energy for a sustainable world, John Wiley and sons, New Delhi, 1988.
*Ogden, J.M. et Williams R. H.: Solar Hydrogen. Moving Beyond Fossil Fuels, World Resources Institute, Washington, 1989.
*Maycock, P.: Photovoltaic thecnology, perfomance, cost and market forecast. PV Energy systems, Casanova, 2004.
*ASIF (2003): Hacia un futuro con electricidad solar. Madrid.

*José Santamarta Flórez es director de World Watch.
http://www.nodo50.org/worldwatch Teléfono: 650 94 90 21


Video: 38 Lucruri Uimitoare pe Care NU le Stiai (Iunie 2021).