Recursos Energéticos

Los recursos energéticos son aquellos elementos que pueden ser utilizados para la generación de energía, como los combustibles fósiles y la radiación solar. Las principales categorías de recursos energéticos son recursos energéticos renovables y recursos energéticos no renovables.

Lista de Recursos Energéticos

• Combustibles Fósiles
• Viento
• Radiación Solar
• Energía Hidroeléctrica
• Mareas y Olas
• Energía Geotermal
• Biomasa
• Energía Nuclear

El aprovechamiento de los recursos energéticos permite que las personas tengan un amplio abanico de oportunidades. La invención de la electricidad y el motor de combustión trajeron aparejados importantes cambios en la forma de vida de las personas. Actualmente, consumimos muchísima mas energía que la que consumían los seres humanos antes de la electricidad y el descubrimiento del petróleo y el gas natural.

Sin embargo, la generación de energía trae aparejada un grave impacto ambiental y la utilización de la energía es muy desigual entre países y grupos humanos.

En este informe, analizamos los principales recursos energéticos, sus características, evolución y las cuestiones problemáticas asociadas a su utilización para generación de energía.

Recursos Energéticos Renovables y no Renovables

Renovables

Los recursos energéticos renovables son aquellos cuyo stock no se agota con su utilización, porque su stock no se modifica con su uso, como la energía solar, o porque pueden regenerarse, como la biomasa.

Ejemplos de recursos energéticos renovables

• Energía Solar
• Energía Eólica
• Biomasa

No Renovables

Los recursos energéticos no renovables son aquellos que tienen un stock determinado que disminuye con su utilización o con el solo paso del tiempo.

Ejemplos de recursos energéticos no renovables

• Combustibles Fósiles
• Energía Nuclear

Combustibles Fósiles

Los combustibles fósiles son recursos energéticos porque pueden ser aprovechados para la generación de energía mediante la combustión. Los principales combustibles fósiles son el petróleo, el gas natural y el carbón. Los combustibles fósiles son recursos naturales no renovables, porque se formaron por procesos geológicos que duraron miles de años. Los combustibles fósiles provienen de materia orgánica que quedó enterrada, a través del paso de los años, su composición química se fue alterando.

Actualmente, los combustibles fósiles son una de las principales fuentes de energía para los humanos. Los combustibles fósiles tienen ciertas ventajas para su uso, principalmente, tienen una alta carga energética por unidad de volumen, pueden ser transportados fácilmente y su conversión a energía no requiere de grandes inversiones ni de tecnología avanzada.

Las principales desventajas del uso de los combustibles fósiles como recursos energéticos es que su combustión genera dióxido de carbono y otros gases contaminantes. El dióxido de carbono es uno de los principales gases de efecto invernadero. El efecto invernadero es un fenómeno global, por el cual ciertos gases retienen parte de la energía solar recibida por nuestro planeta, causando un aumento de la temperatura global. El efecto invernadero puede tener consecuencias muy graves para los ecosistemas y la población humana.

Otra desventaja de los combustibles fósiles es que su stock es limitado y se agota con su uso. Las reservas de combustibles fósiles se van agotando con su uso y las explotaciones de los mismos se van trasladando hacia áreas de mas difícil explotación, como la explotación del subsuelo marino y de las reservas de gas mas profundas mediante la fracturación hidráulica. La fracturación hidráulica consiste en insertar agua y químicos a gran presión en la rocas subterránea, causando fisuras por donde sale el gas natural. La fracturación hidráulica puede ser contaminante y necesita usar mucha agua.

https://www.nofrackingmexico.org/que-es-el-fracking/

En las ciudades, el uso de automóviles que utilizan combustibles fósiles genera gases contaminantes perjudiciales para la salud, causando enfermedades como asma, bronquitis y cáncer.

El gas natural se usa principalmente para calefacción, generación de electricidad y cocción. Las plantas generadoras de energía eléctrica que usan gas natural tienen turbinas que se mueven con la combustión directa del gas o por los vapores generados por el calentamiento de agua mas los de la combustión.

El carbón se utiliza principalmente para generar energía eléctrica con platas generadoras térmicas. Actualmente, la mayor parte de la generación de energía eléctrica se realiza con plantas que usan carbón (38,4%) y gas natural (23,2%).

Es uso del carbón para generar energía eléctrica es muy contaminante. No solo se genera dióxido de carbono, sino también otras sustancias tóxicas. Si bien existen distintas tecnologías y tipos de carbón, las plantas generadoras de carbón son mas perjudiciales que las plantas que usan gas natural, porque emiten micropartículas y elementos como mercurio y arsénico, además de mas dióxido de carbono.

Las plantas generadoras de energía eléctrica que usan combustibles fósiles son una de los mayores emisores de dióxido de carbono. La generación eléctrica, junto con la utilización para calefacción, general el 25% de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel global.

Fuente: https://www.ipcc.ch/report/ar5/wg3/

Viento

El viento contiene energía eólica que puede ser aprovechada mediante generadores eólicos. Actualmente, en ciertas regiones con mas viento, la energía eólica es una de las fuentes de electricidad mas baratas. El desafío consiste en poder transportar esa energía desde donde puede ser captada de manera económica y eficiente, hacia regiones mas densamente pobladas.

En Estados Unidos, en las regiones centrales donde mas se invirtió en los últimos años, el precio de la electricidad producida mediante energía eólica es de cerca de 5.4 centavos de USD por KW/hora ( https://www.energy.gov/sites/prod/files/2018/08/f54/2017_wind_technologies_market_report_8.15.18.v2.pdf ), mientras el precio incluyendo la inversión, el costo de generación y el transporte asciende a 12 centavos de USD. En realidad, el precio final es de cerca de 0.20 centavos, pero en su mayor parte está subsidiada, por lo que el precio sin subsidios sería de 5.4 centavos de USD.

A estos precios, la energía eólica es competitiva con la energía producida por recursos fósiles, como el gas natural. Pero la tecnología en las turbinas eólicas está mejorando rápidamente, por lo que podemos esperar que el costo de producir electricidad mediante energía eólica siga bajando.

Las turbinas eólicas están aumentando su diámetro y su altura, lo que les permite captar mas viento, mejorar su eficiencia y producir electricidad mas frecuentemente.

La tendencia es a una baja en el precio del costo de producir energía eléctrica mediante energía eólica.

Radiación Solar

La radiación solar puede ser usada como energía termal y para producir energía eléctrica. A diferencia de los recursos fósiles, la radiación solar es un recuso renovable inagotable. La radiación solar que recibe nuestro planeta es de una gran magnitud, superando varias veces al consumo humano de energía. Sin embargo, el potencial de uso de la radiación solar es mucho menor que la radiación recibida.

Fuente: IEA, 1998c; Nakicenovic, Grübler, y McDonald, 1998

Al igual que la energía eólica, el precio de la electricidad producida mediante radiación solar está bajando por mejoras tecnologías y aumento de la eficiencia en la capacidad instalada. La energía eléctrica producida a través de energía solar es muy estacional y para producir un output de energía mas o menos estable, requeriría de costosas baterías si se considera a la energía solar como una fuente de electricidad estable en regiones remotas.

Para ubicaciones incorporadas a una red con gran radiación solar, la energía solar es un eficiente recurso energético durante gran parte del día.

Energía Hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica es una de las fuentes de energía eléctrica mas importantes y no tiene emisión directa de gases de efecto invernadero, como los combustibles fósiles. La energía hidroeléctrica es un recurso energético inagotable, porque proviene del agua que desciende de zonas altas por la simple gravedad.

La energía hidroeléctrica puede tener un gran impacto ambiental porque requiere construir enormes represas que afectan los ecosistemas. Las represas hidroeléctricas suelen tener una vida útil mucho mayor a otros tipos de instalaciones como centrales de generación térmica o campos de generación eólica o solar.

El impacto ambiental depende mucho de la ubicación de la represa. Por ejemplo, en Noruega, algunas centrales hidroeléctricas ubicadas en las montañas son muy eficientes con un mínimo impacto ambiental. En Brasil, país que tiene un gran número de centrales hidroeléctricas, el impacto ambiental y social (debido a que poblaciones deben ser trasladadas por las represas) es mucho mayor.

Las centrales hidroeléctricas tienen las ventajas de que funcionan las 24 horas y pueden ser encendidas o apagadas con relativa facilidad.

Mareas y Olas

El movimiento de las aguas del mar contiene una enorme cantidad de energía, pero es muy difícil aprovecharla. Existen dos tipos de movimientos que se pueden aprovechar: las mareas y las olas.

La energía de las mareas surge por las características de las órbitas de nuestro planeta y de la luna. La energía de las olas es la energía mecánica contenida en las olas del mar, que se producen por el viento.

Este tipo de recuso energético no está muy desarrollado, principalmente debido a que no es económicamente eficiente. Las mareas son mas fácilmente aprovechables en ciertas regiones, por ejemplo Escocia.

Este recurso energético es un recurso natural inagotable.

Energía Geotermal

La energía geotermal proviene del calor natural de nuestro planeta. Su capacidad de aprovechamiento se limita a ciertas regiones geográficas muy específicas. Si bien es un recurso natural con poco impacto ambiental, no es del todo inagotable porque cuando se extrae agua caliente de un punto, luego de algunos años, su capacidad puede disminuir.

La energía geotermal tiene la particularidad que puede ser utilizada, además de para la producción de electricidad, también para calefacción. La forma mas usual de aprovechar este recurso energético es mediante la instalación de cañerías que extraen el agua caliente de cierto punto y lo llevan a la superficie, donde se convierte en vapor que una turbina utiliza para producir electricidad.

Muchas empresas que se dedican a la extracción de petróleo y gas natural tienen fuerte participación en el mercado de energía geotermal y esta es una de las causas de que el aprovechamiento de este recurso energético no sea mas extendido. Como los recursos fósiles disponibles mas cerca de la superficie se están agotando, las empresas están buscando recursos cada vez a mayor profundidad y utlizando técnicas como el fracking o fracturación. A niveles mas profundos, hay mayor disponibilidad de energía geotermal: el calor que emana la tierra es mucho mayor. Las empresas de extracción de petróleo y gas natural son las que mejor posicionadas están para aprovechar la energía geotermal.

Se estima que existen muchos yacimientos con gran potencial para el aprovechamiento de la energía geotermal, pero la tecnología para este tipo de plantas es compleja y requiere de una gran inversión en plantas.

Biomasa

La biomasa comprende principalmente la madera y subproductos de la agricultura que pueden ser aprovechados como recurso energético (ejemplo, planta de energía eléctrica que utiliza cáscaras de maní).

En muchos casos la biomasa puede ser considerada como una recurso natural renovable, si la tasa de uso es menor a la tasa de regeneración. Europa subsidia la producción de energía a partir de biomasa, porque se considera neutral en términos de emisiones de gases de efecto invernadero: las plantas y los árboles capturan gases de efecto invernadero que luego vuelven a la atmósfera cuando son quemados. Un importante requerimiento de la Unión Europea es que la biomasa provenga de terrenos con un uso sustentable del suelo: el CO2 emitido se reabsorbe por los bosques de donde se extrae la biomasa, haciendo que el efecto final sea neutro.

El uso de la madera como recurso energético ha crecido fuertemente en los últimos años, pero su participación en el total de recursos energéticos es menor.

Energía Nuclear

La energía nuclear es un importante recurso energético y el mas controversial, porque existen prestigiosos científicos que afirman que es la solución a muchos problemas como las emisiones de gases de efecto invernaderos y el costo de la energía, mientras que otros afirman que no debería producirse electricidad a partir de plantas nucleares, debido a:
- El riesgo de accidentes con gravísimas consecuencias.
- Los problemas relacionados con los desperdicios nucleares.

A nivel global, el 10% de la electricidad proviene de centrales nucleares.

La energía nuclear proviene de un fenómeno físico mediante el cual se dividen átomos. Este proceso libera una enorme cantidad de energía que se utiliza para calentar agua, cuyo vapor se aprovecha para generar energía eléctrica mediante turbinas. Las centrales nucleares no generan emisiones de CO2. Actualmente, la mayor parte de las central nucleares utilizan uranio para operar.

Los principales accidentes relacionados con este recurso energético son el desastre de Chernobyl (Rusia, 1986) y el desastre de Fukushima Daiichi (Japón, 2011).

Francia es uno de los países que mas energía nuclear utiliza: casi el 80% de su electricidad proviene de centrales nucleares. Actualmente, la mayor parte de la energía nuclear se produce en Europa y Estados Unidos, pero en los próximos años se agregarán numerosas centrales nucleares en China, India y otros países emergentes.