La obtención, transformación y aprovechamiento de la energía es un ámbito de primer orden para las sociedades modernas. Durante el siglo pasado, las principales fuentes de energía utilizadas para generar electricidad fueron los combustibles fósiles, la hidroelectricidad y, desde la década de 1950, la energía nuclear. A pesar del fuerte crecimiento de las energías renovables en los últimos años, los combustibles fósiles siguen dominando en la mayor parte del mundo. Su uso para la generación de electricidad sigue aumentando tanto en términos absolutos como relativos: en 2017, los combustibles fósiles generaron el 64,5 % de la electricidad mundial, en comparación con el 61,9 % en 1990.
¿De dónde proviene y cómo se aprovecha la energía que consumimos?
Vamos a ver las principales opciones de obtención de energía que coexisten en la actualidad.
Carbón, gas y petróleo:
Las centrales eléctricas de combustibles fósiles queman carbón o petróleo para generar calor, que a su vez se utiliza para generar vapor para impulsar turbinas que producen electricidad. En las plantas de gas, los gases calientes impulsan una turbina para generar electricidad, mientras que una planta de turbina de gas de ciclo combinado (CCGT) también utiliza un generador de vapor para aumentar la cantidad de electricidad producida.
Estas plantas crean electricidad de manera confiable durante largos períodos de tiempo y generalmente son baratas de construir. Sin embargo, la quema de combustibles a base de carbono produce grandes cantidades de dióxido de carbono, lo que impulsa el cambio climático. También producen otros contaminantes, como óxidos de azufre y nitrógeno, que provocan lluvia ácida.
La quema de combustibles fósiles para obtener energía sabemos que causa un número considerable de muertes debido a la contaminación del aire. Por ejemplo, se estima que, solo en China, 670 000 personas mueren prematuramente, cada año, debido al uso de carbón. Las plantas de combustibles fósiles requieren grandes cantidades de carbón, petróleo o gas. En muchos casos, estos combustibles deben transportarse a largas distancias, lo que puede provocar posibles problemas de suministro. El precio de los combustibles ha sido históricamente volátil y puede aumentar drásticamente en momentos de escasez o inestabilidad geopolítica, lo que puede resultar en costos de generación inestables y precios al consumidor más altos.
Energía hidroeléctrica:
La mayoría de las grandes centrales hidroeléctricas generan electricidad almacenando agua en grandes embalses detrás de las presas. El agua de los embalses fluye a través de turbinas para generar electricidad. Se producen grandes cantidades de electricidad baja en carbono, pero el número de sitios adecuados para nuevas instalaciones a gran escala es limitado. La energía hidroeléctrica también puede ser producida por plantas de pasada, pero la mayoría de los ríos que son aptos para esto ya han sido desarrollados.
Ralentizar el flujo del sistema fluvial debajo de la presa también puede tener un impacto grave en el medioambiente y las poblaciones locales. Por ejemplo, durante la construcción de la presa hidroeléctrica más grande del mundo, la presa de las Tres Gargantas en China, se desplazaron alrededor de 1,3 millones de personas.En términos del número de muertes por accidentes, la energía hidroeléctrica es la fuente de energía más mortal.
central Hidroeléctrica Las tres gargantas, China.
Energía nuclear:
Los reactores de energía nuclear utilizan el calor producido por la división de átomos para generar vapor e impulsar la turbina. No se producen gases de efecto invernadero en el proceso de fisión y solo se producen cantidades muy pequeñas a lo largo de todo el ciclo de vida nuclear. Sabemos que la energía nuclear es una forma de generación de electricidad respetuosa con el medioambiente y no contribuye a la contaminación del aire. En 2018, generó el 10,5 % de la electricidad mundial.
Las plantas de energía nuclear, como las plantas de energía de combustibles fósiles, son muy fiables y pueden funcionar durante muchos meses sin interrupciones, proporcionando grandes cantidades de electricidad limpia, independientemente de la hora del día, el clima o la temporada.
La potencia de un kilogramo de uranio es aproximadamente la misma que la de una tonelada de carbón. Como resultado, se genera una cantidad correspondientemente pequeña de residuos. En promedio, un reactor que abastece las necesidades de electricidad de una persona durante un año genera alrededor de 500 gramos de desechos (cabría dentro de una lata de refresco). Solo 5 gramos de esta cantidad se utilizan como combustible nuclear, el equivalente a una hoja de papel. Existen varias estrategias de gestión disponibles para el combustible usado, como la eliminación directa o el reciclaje en reactores para generar más electricidad baja en carbono.
Central nuclear du Bugey-Francia
Eólica y solar:
Con las energías renovables, como la eólica, la solar y la hidroeléctrica a pequeña escala, producimos electricidad con bajas cantidades de gases de efecto invernadero. En 2017, la energía eólica y solar generaron el 4,4 % y el 1,3 %, respectivamente, de la electricidad mundial, pero no la producen de manera predecible o constante debido a su dependencia inherente del clima.
La generación de electricidad a partir de turbinas eólicas varía con la velocidad del viento, y si el viento es demasiado débil o demasiado fuerte, no se produce electricidad en absoluto. La salida de los paneles solares va asociada a la intensidad de la luz solar, que depende de varios factores diferentes, como la hora del día y la cantidad de nubes (así como la cantidad de polvo en los paneles). Otro problema es que puede que no haya suficiente espacio o voluntad pública para acomodar la gran cantidad de turbinas o paneles necesarios para producir suficiente electricidad.
Esto se debe a que la energía del viento o del sol es difusa, lo que significa que se requieren grandes extensiones de tierra para generar una cantidad significativa de electricidad. Debido a que la electricidad no se puede almacenar fácilmente, las renovables deben estar respaldadas por otras formas de generación de electricidad. Las baterías más grandes no pueden funcionar durante días, y mucho menos las semanas que serían necesarias para respaldar las energías renovables a fin de garantizarnos el suministro de electricidad las 24 horas.
Aerogeneradores en el Mar Báltico-Finlandia. Energía renovable
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