Cada año en la Tierra consumimos más de 24 PWh de electricidad: 24 000 000 000 000 000 Wh/año, es decir, la energía que consumiría un billón de bombillas de bajo consumo de 24 W dejadas durante una hora. Para entender esto, es como si cada uno de los siete mil quinientos millones de seres humanos que habitan el planeta mantuviera encendidas durante todo el año, día y noche, 15 bombillas de 24 W. Dos tercios de combustibles fósiles, el 10.7% de energía nuclear y 23.9% de fuentes renovables. Incluso si los promedios mundiales dicen poco, van desde Francia, que obtiene el 75 % de las centrales nucleares, hasta China, que depende del carbón en un 78 %, y Noruega, que obtiene el 98 % de su electricidad de la caída de agua.
Sin embargo, entremos en los detalles de las tres fuentes utilizadas para producir electricidad:
– Entre las fuentes renovables hoy, la parte del león la componen las turbinas hidroeléctricas (16,6%). Le siguen la eólica (3,7%) y los biocombustibles (2,0%, especialmente de primera generación). A la cola viene la solar fotovoltaica con un 1,2% mientras que la termosolar de concentración (CSP), la geotermia, las mareas y las olas se encuentran todas dentro del 0,4% restante del total del 23,9% en renovables. Todavía necesitamos invertir en investigación para que las fuentes tecnológicamente más avanzadas (fotovoltaica, biocombustible de residuos, mareas, eólica…) sustituyan a las menos eficientes que llevamos explotando durante cientos de años.
– Se espera una reducción de la energía nuclear, principalmente por razones políticas más que por cuestiones técnicas graves relacionadas con la seguridad de la planta o la protección del medio ambiente (es a todos los efectos una fuente fósil, pero se encuentra entre las de menor impacto ambiental entre las disponible).
– Para satisfacer la creciente demanda de electricidad, hoy y en el futuro inmediato, podemos depender en gran medida solo de los combustibles fósiles. Actualmente, el 40,8%, el 21,6% y el 4,3% de la producción eléctrica proceden respectivamente del carbón, el gas y el petróleo. Volviendo al ejemplo anterior, cuatro de cada diez bombillas eléctricas funcionan con carbón, dos con gas, la mitad se enciende quemando aceite, una explota la fisión atómica, dos funcionan con agua, mientras que la última mitad de la bombilla funciona con una mezcla de todo lo que queda. recursos renovables.
Básicamente, el 66,7% de la electricidad producida a nivel mundial (equivalente a 15,9 PWh) se obtiene a partir de combustibles fósiles (carbón, gas, petróleo). Estas fuentes de energía, en forma sólida, líquida o gaseosa, se queman y transforman en calor. Este evapora el agua, creando vapor a alta presión que pone en movimiento una turbina que a su vez está conectada a un generador que produce electricidad. En las plantas más modernas, esta transformación de la energía del enlace químico almacenada en el combustible en energía térmica, luego en energía mecánica y finalmente en energía eléctrica tiene una eficiencia global de alrededor del 40%. Esto significa que el 60% (o más) de la energía contenida se pierde en el medio ambiente, principalmente en forma de calor. Los sistemas más virtuosos intentan reutilizar parte de este calor para precalentar los flujos entrantes o para calentar sistemas circundantes o viviendas. Mientras que las plantas de carbón y fuel oil tienen un rendimiento de alrededor del 40%, el desarrollo tecnológico ha permitido que las plantas de ciclo combinado de gas alcancen rendimientos de hasta el 55%.
Otra cosa importante a saber es que los combustibles fósiles no son sustancias puras sino que contienen cantidades variables de otros elementos y compuestos que se transforman en polvo, humos o gases cuando se queman. El proceso de combustión en sí mismo puede producir compuestos tóxicos. El carbón es un combustible especialmente sucio en comparación con los demás que ya se extraen. La contaminación de la exploración, perforación y extracción de petróleo y gas tiene un impacto mucho menor en el medio ambiente que la minería de superficie o subterránea necesaria para extraer carbón. Además, la salud de los trabajadores de extracción tanto en el interior como cerca de la mina corre mucho más riesgo que la de los técnicos de pozos de petróleo y gas.
Además, todos los combustibles fósiles se queman al oxidar el carbono y producir dióxido de carbono. Mientras que las diversas formas de carbón producen de 350 a más de 400 gramos de CO2 por kWh, el fuel oil produce emisiones entre 240 y 260 g/kWh y finalmente el gas natural se detiene en solo 200 g/kWh. Este último es el principal responsable del efecto invernadero y del calentamiento global. La principal ventaja de usar gas en lugar de carbón para la producción de electricidad radica precisamente aquí: mientras que la energía química contenida en el carbón está en el enlace químico carbono-carbono, en el gas esta se almacena en el enlace carbono-hidrógeno. Para liberar la energía atrapada en esos combustibles hace millones de años, tanto el carbono, que produce CO2, como el hidrógeno, que produce vapor de agua H2O, deben oxidarse por completo. Por este motivo, por la misma cantidad de energía desarrollada, la combustión completa del gas natural produce aproximadamente la mitad del CO2 que el producido por la quema de carbón. De esta forma, la sustitución de centrales termoeléctricas a carbón por otras a gas podría ahorrar cerca de la mitad del dióxido de carbono emitido a la atmósfera, con claras ventajas para el calentamiento global.
Tampoco es fácil comparar el costo promedio de la electricidad de diferentes fuentes. Además de los costes variables de las materias primas, hay que considerar los costes de construcción y gestión de plantas más o menos avanzadas, más o menos eficientes y más o menos contaminantes. Un estudio de Fraunhofer ISE muestra que en Alemania el coste de un MWh de electricidad oscila entre los 63-80 euros del carbón y los 75-98 euros de las plantas de ciclo combinado de gas. En Estados Unidos, la EIA calcula $95/MWh para el carbón y $75/MWh para el gas. Pero si las plantas están equipadas con sistemas de captura y almacenamiento de dióxido de carbono, los costos aumentan a $144 y $100/MWh, respectivamente. Evidentemente, cuanto menos pensemos en depurar los combustibles y reducir los humos -y, por tanto, cuanto más contaminantes sean las plantas-, menos costarán. Por esta razón, los países menos desarrollados y menos conscientes de los riesgos del calentamiento global tienden a preferir plantas a carbón construidas sin muchos escrúpulos. Las consecuencias fueron evidentes, por ejemplo, para el gobierno chino cuando, por enésimo invierno consecutivo, Pekín se vio invadida por una nube de smog que impedía ver a pocos metros e inutilizaba los aeropuertos. El Centro Chino para la Prevención y Control de PM10 ha publicado en el British Medical Journal una estimación de 1,2 millones de muertes provocadas por partículas finas en tan solo un año.
En pocas palabras, el carbón es un combustible sucio. Sucio cuando lo extraes, sucio cuando lo quemas y sucio cuando tienes que lidiar con el polvo que produce. Su única ventaja es que cuesta menos. ¿Entonces lo que hay que hacer? Dado que no es posible sustituirlo directamente por fuentes de energía verde, por un lado es necesario invertir aún más en la investigación y desarrollo de fuentes renovables, por otro utilizar el gas como fuente "puente" hacia una economía baja en carbono. futuro. ¿Como? Por ejemplo, poner en marcha una sustitución progresiva de las centrales eléctricas de carbón por las de gas supondría una ventaja decisiva en el proceso de descarbonización y protección medioambiental que prevé el Acuerdo de París sobre el clima ya ratificado por 195 países. No solo. Incluso en el futuro, las plantas modernas a gas podrán usarse en combinación con energías renovables para compensar las fluctuaciones estacionales y diarias en la demanda de energía con la discontinuidad de la producción de energía característica de las fuentes renovables.
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