Transformación de la energía

“Obtener, transformar y utilizar la energía” es una parte importante del funcionamiento de las sociedades modernas. El siglo pasado, las principales fuentes de electricidad eran los combustibles fósiles, la hidroelectricidad y, desde la década de 1950, la energía nuclear. A pesar del crecimiento de las energías renovables, los combustibles fósiles aún dominan la mayor parte del mundo. En 2017, los combustibles fósiles generaron el 64,5 % de la electricidad mundial, mientras que en 1990 la cifra fue del 61,9 %.

Energía: obtención, transformación y aprovechamiento

La energía es una parte esencial de nuestras vidas. Se usa de muchas maneras, desde encender las luces de su casa hasta encender su automóvil. Sin energía, sería difícil hacer cualquier cosa.

El sol nos proporciona mucha energía, pero no todo el tiempo. También debe aprovecharse y almacenarse para cuando más lo necesitemos.

Hay muchos tipos diferentes de fuentes de energía que pueden satisfacer nuestras necesidades, incluidos los combustibles fósiles como el carbón y el petróleo, las fuentes de energía renovables como la energía solar y eólica, las plantas de energía nuclear que usan uranio como combustible o incluso la energía geotérmica que proviene de la energía natural de la Tierra. calor. El primer paso es obtener la energía; esto se puede hacer recolectándola de su fuente o convirtiendo una forma de energía en otra forma de energía.

¿Sabes de dónde proviene y cómo se aprovecha la energía que consumimos?

La energía que consumimos proviene de muchas fuentes diferentes. Hay dos tipos principales de energía: renovables y no renovables.

Las fuentes de energía renovables incluyen solar, eólica, hidroeléctrica, geotérmica, mareomotriz y biomasa. Todas estas son fuentes de energía que pueden reponerse con el tiempo mediante procesos naturales. Vamos a detallar cada una de ellas:

Petroleo, gas y carbón

Las centrales eléctricas de combustibles fósiles utilizan la energía del carbón o del petróleo para generar vapor. Este vapor se utiliza para producir electricidad. Las plantas de turbina de gas de ciclo combinado funcionan generando electricidad en una turbina de gas. El calor del gas se utiliza para producir vapor, que puede generar más electricidad.

Estas plantas pueden producir una cantidad predecible de electricidad durante un largo período de tiempo y su construcción es relativamente económica. Sin embargo, quemar combustibles también tiene muchos efectos secundarios. Producen una gran cantidad de dióxido de carbono, que está impulsando nuestro clima cambiante. También producen otros contaminantes que causan problemas como la lluvia ácida.

La quema de combustibles fósiles para la energía que sabemos causa un número considerable de muertes debido a la contaminación del aire. Por ejemplo, estimamos que 670 000 personas mueren prematuramente en China cada año debido a esto. Las plantas de combustibles fósiles requieren carbón, gas o petróleo para funcionar. A menudo, estos deben transportarse largas distancias que pueden causar problemas en el suministro de suministros.

Los precios del petróleo son volátiles y pueden cambiar abruptamente. Por ejemplo, en tiempos de escasez o inestabilidad geopolítica, los precios de los combustibles pueden dispararse, lo que puede dificultar la decisión sobre los costos de generación, lo que posteriormente elevará las tarifas que pagan los consumidores por la electricidad.

Energía hidroeléctrica

Las grandes plantas hidroeléctricas son capaces de producir electricidad almacenando agua en grandes embalses detrás de las represas. Esta agua luego se drena a través de turbinas, lo que genera la energía. Se producen grandes cantidades de electricidad con bajas emisiones de carbono, pero no hay suficientes lugares para nuevas operaciones a gran escala. La energía hidroeléctrica también está disponible a través de plantas de pasada, aunque la mayoría de los ríos aptos para este tipo de desarrollo ya han sido aprovechados.

La desaceleración del flujo del sistema debajo de la represa también puede ser perjudicial para las poblaciones y el medio ambiente. Un buen ejemplo de esto sería la construcción de la Presa de las Tres Gargantas en China. Más de 1 millón de personas fueron desplazadas durante la construcción. Las muertes por accidentes son más bajas para la energía hidroeléctrica que, digamos, para la producción de energía del carbón.

La Energía Nuclear

Las plantas de energía nuclear producen electricidad creando vapor con el calor generado cuando los átomos se dividen. Las plantas nucleares no producen gases de efecto invernadero en el proceso nuclear, pero la descomposición natural de las sustancias radiactivas produce periódicamente pequeñas cantidades de estos gases. Desde ya hemos sabido que la energía nuclear es una forma de generar electricidad muy amigable con el medio ambiente y no genera contaminación en el aire. En 2018 esta energía generó el 10,5 % de la electricidad mundial.

Las plantas de energía nuclear son tan confiables como las plantas de energía de combustibles fósiles, lo que le brinda muchas opciones de energía limpia, independientemente del momento.

Como resultado, se genera una pequeña cantidad de desechos a partir del uso de uranio. En comparación, el carbón emite 10 millones de toneladas de residuos al año. El reactor promedio que abastece las necesidades de electricidad de una persona durante un año genera alrededor de 500 gramos de residuos (del tamaño de una lata de refresco). Sólo 5 gramos de esta cantidad son combustible nuclear. Hay una serie de diferentes opciones disponibles para hacer con el combustible gastado. Una es desecharla y la otra es reciclarla en un reactor y generar más electricidad baja en carbono.

Energía Eólica y Solar

Las energías renovables, como la eólica, la solar y la hidroeléctrica a pequeña escala, pueden producir energía con bajas cantidades de gases de efecto invernadero. En 2017, la energía eólica y solar representaron el 4,4 % y el 1,3 %, respectivamente, de la electricidad mundial, que no siempre está disponible o es predecible debido a su dependencia del clima.

Las turbinas eólicas producen electricidad solo si la velocidad del viento está dentro de un cierto rango. Si es demasiado bajo o demasiado alto, no producirán electricidad en absoluto. Dependiendo de la hora del día y la cantidad de nubes, los paneles solares producirán diferentes cantidades de electricidad. Por ejemplo, generarán más energía durante las horas pico de sol. Otra razón es que es posible que no tengamos suficientes espacios o apoyo público para incorporar suficientes turbinas eólicas o paneles solares para producir la electricidad que necesitamos. Las plantas de energía eólica y solar requieren mucho espacio para generar cantidades significativas de electricidad. Como la electricidad no se puede almacenar fácilmente, se necesitan otras formas de generación de electricidad para proporcionar respaldo a las fuentes renovables. Las baterías más grandes no pueden almacenar suficiente energía para mantener el uso diario de electricidad durante un período de tiempo prolongado. Un suministro de 24 horas solo podría almacenarse en un sistema con muchas turbinas eólicas y baterías grandes.