Tecnología de energía sostenible
La energía sostenible es un suministro de energía que puede satisfacer la demanda actual sin poner en peligro el suministro de energía de las generaciones futuras y sin dañar el medio ambiente. Cubre la generación, distribución y uso de energía. En la producción de energía, depende de las energías renovables y, entre otras cosas, de aumentar la eficiencia energética. La transición de un suministro de energía fósil-nuclear a uno sostenible se llama transición energética.
Definiciones
Se han dado muchas definiciones a la noción de energía sostenible, entre las cuales:
«Concretamente, la proporción de energía capaz de satisfacer las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades. […] La energía sostenible tiene dos componentes clave: energía renovable y eficiencia energética. – Energía renovable y Alianza de Eficiencia Energética.
«Una armonía dinámica entre, por un lado, la disponibilidad equitativa de bienes y servicios intensivos en energía, y por el otro, la preservación de la Tierra para las generaciones futuras. Así como:» La solución radicará en la capacidad de encontrar fuentes de energía sostenibles y formas más eficientes de convertir y usar energía. – Energía sostenible por JW Tester et al., Publicado por MIT Press.
«Cualquier fuente de generación y conservación de energía para la cual los recursos están disponibles en una escala lo suficientemente grande como para extraer una parte significativa de la energía consumida a largo plazo, preferiblemente cien años.» – Invest, una organización sin fines de lucro que promueve el verde tecnologías.
«La cantidad de energía que se puede regenerar naturalmente durante la vida humana y cuya extracción no causa ningún peligro a largo plazo para el medio ambiente. – Jamaica Sustainable Development Network.
Estas definiciones muestran que el concepto de energía sostenible difiere significativamente de otros conceptos relacionados con las energías renovables, como las energías alternativas o las energías verdes: si una fuente de energía es sostenible o no depende de su capacidad para proporcionar energía. energía por un largo tiempo. La energía sostenible puede generar un cierto nivel de contaminación en el medio ambiente, siempre que sea lo suficientemente baja como para no obstaculizar un uso masivo de la fuente de energía por un período indefinido de tiempo. El concepto de energía sostenible también es diferente del de una «economía baja en carbono», que solo es sostenible en un sentido mucho más limitado (el de no agregar CO2 de origen fósil a la atmósfera).
Un problema complejo
Como vimos en la introducción, no es fácil clasificar una energía dada en energías sustentables o no. Debemos adoptar la visión más completa posible, teniendo en cuenta todo el ciclo de producción y consumo de energía. No es suficiente considerar solo energía primaria. Es necesario considerar todos los materiales utilizados para la fabricación de las unidades de producción (en particular de electricidad …) y para su funcionamiento, en comparación con la vida útil de estos.
Por ejemplo, las energías renovables (solar, eólica …) requieren grandes cantidades de metales. Además, la naturaleza intermitente de la generación de energía solar o eólica requiere el desarrollo de técnicas de almacenamiento de electricidad. Sin embargo, las técnicas de almacenamiento más eficientes se basan en el uso de litio, cuyas reservas son limitadas.
Los defensores de la energía nuclear señalan que las emisiones cercanas a cero de los gases de efecto invernadero lo defienden. Sin embargo, los recursos de uranio para combustible nuclear para reactores de agua a presión, y zirconio, para la fabricación de vainas que rodean el combustible para estos reactores son limitados. Sin mencionar la huella ecológica de la construcción de plantas de energía nuclear y el tratamiento de desechos, ni hablar sobre los riesgos de un accidente nuclear o la proliferación nuclear.
Tecnologías de energía renovable
Las tecnologías de energía renovable contribuyen de manera esencial a la energía sostenible, ya que generalmente contribuyen a la seguridad energética mundial, reducen la dependencia de los recursos de combustibles fósiles y brindan oportunidades para mitigar los gases de efecto invernadero. La Agencia Internacional de Energía afirma que:
Conceptualmente, uno puede definir tres generaciones de tecnologías de energías renovables, que se remontan a más de 100 años.
Las tecnologías de primera generación surgieron de la revolución industrial a fines del siglo XIX e incluyen la energía hidroeléctrica, la combustión de biomasa y la energía geotérmica y el calor. Algunas de estas tecnologías todavía están en uso generalizado.
Las tecnologías de segunda generación incluyen calefacción y refrigeración solar, energía eólica, formas modernas de bioenergía y energía solar fotovoltaica. Ahora están ingresando a los mercados como resultado de inversiones en investigación, desarrollo y demostración (RD & D) desde la década de 1980. La inversión inicial fue provocada por preocupaciones de seguridad energética relacionadas con la crisis del petróleo (1973 y 1979) de la década de 1970, pero el atractivo continuo de estas energías renovables se debe, al menos en parte, a los beneficios ambientales. Muchas de las tecnologías reflejan avances significativos en los materiales.
Las tecnologías de tercera generación aún están en desarrollo e incluyen gasificación avanzada de biomasa, tecnologías de biorrefinería, concentración de energía solar térmica, energía geotérmica de roca seca y energía oceánica. Los avances en nanotecnología también pueden jugar un papel importante.
– Agencia Internacional de la Energía, RENOVABLES EN EL SUMINISTRO DE ENERGÍA GLOBAL, Una Hoja Informativa de la AIE
Las tecnologías de primera y segunda generación han ingresado a los mercados, y las tecnologías de tercera generación dependen en gran medida de los compromisos de investigación y desarrollo a largo plazo, donde el sector público tiene un papel que desempeñar.
Se han llevado a cabo diversos trabajos de análisis de costo-beneficio realizados por un conjunto dispar de especialistas y agencias para determinar los caminos más baratos y rápidos para descarbonizar el suministro de energía del mundo. Con el tema siendo uno de considerable controversia, particularmente sobre el papel de la energía nuclear.
Tecnologías de primera generación
Las tecnologías de primera generación son más competitivas en ubicaciones con abundantes recursos. Su uso futuro depende de la exploración del potencial de recursos disponible, particularmente en los países en desarrollo, y de la superación de los desafíos relacionados con el medio ambiente y la aceptación social.
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Entre las fuentes de energía renovable, las plantas hidroeléctricas tienen la ventaja de ser de larga vida: muchas plantas existentes han operado por más de 100 años. Además, las plantas hidroeléctricas están limpias y tienen pocas emisiones. Las críticas dirigidas a plantas hidroeléctricas a gran escala incluyen: la dislocación de las personas que viven donde se planifican los embalses, y la liberación de cantidades significativas de dióxido de carbono durante la construcción y la inundación del embalse.
Sin embargo, se ha encontrado que las altas emisiones están asociadas solo con depósitos poco profundos en lugares cálidos (tropicales), y las recientes innovaciones en tecnología de turbinas hidroeléctricas están permitiendo el desarrollo eficiente de proyectos de hidroelectricidad de bajo impacto de pasada. En términos generales, las plantas hidroeléctricas producen emisiones de ciclo de vida mucho más bajas que otros tipos de generación. La energía hidroeléctrica, que experimentó un extenso desarrollo durante el crecimiento de la electrificación en los siglos XIX y XX, está experimentando un resurgimiento del desarrollo en el siglo XXI. Las áreas de mayor crecimiento hidroeléctrico son las economías en auge de Asia. China es el líder de desarrollo; sin embargo, otras naciones asiáticas están instalando la energía hidroeléctrica a un ritmo rápido. Este crecimiento está impulsado por el aumento de los costos de la energía, especialmente para la energía importada, y por los deseos generalizados de una generación más doméstica, limpia, renovable y económica.
Las plantas de energía geotérmica pueden operar 24 horas por día, proporcionando capacidad de carga base, y la capacidad potencial mundial para la generación de energía geotérmica se estima en 85 GW en los próximos 30 años. Sin embargo, solo se puede acceder a la energía geotérmica en áreas limitadas del mundo, incluidos los Estados Unidos, América Central, África Oriental, Islandia, Indonesia y Filipinas. Los costos de la energía geotérmica se han reducido sustancialmente de los sistemas construidos en la década de 1970. La generación de calor geotérmico puede ser competitiva en muchos países que producen energía geotérmica, o en otras regiones donde el recurso es de menor temperatura. La tecnología mejorada del sistema geotérmico (EGS) no requiere recursos hidrotermales convectivos naturales, por lo que puede usarse en áreas que antes no eran aptas para la energía geotérmica, si el recurso es muy grande. EGS está actualmente bajo investigación en el Departamento de Energía de los Estados Unidos.
Las briquetas de biomasa se utilizan cada vez más en el mundo en desarrollo como alternativa al carbón. La técnica implica la conversión de casi cualquier materia vegetal en briquetas comprimidas que normalmente tienen alrededor del 70% del valor calorífico del carbón. Hay relativamente pocos ejemplos de producción de briquetas a gran escala. Una excepción es Kivu del Norte, en el este de la República Democrática del Congo, donde la tala de bosques para la producción de carbón se considera la mayor amenaza para el hábitat del gorila de montaña. El personal del Parque Nacional Virunga ha capacitado y equipado exitosamente a más de 3500 personas para producir briquetas de biomasa, reemplazando el carbón producido ilegalmente dentro del parque nacional y creando empleo significativo para las personas que viven en la pobreza extrema en áreas afectadas por conflictos.
En Europa en el siglo XIX, había alrededor de 200,000 molinos de viento, un poco más que las turbinas eólicas modernas del siglo XXI. Se usaban principalmente para moler el grano y para bombear agua. La edad de las máquinas de vapor alimentadas con carbón reemplazó este uso temprano de la energía eólica.
Tecnologías de segunda generación
Los mercados de tecnologías de segunda generación son sólidos y crecientes, pero solo en unos pocos países. El desafío es ampliar la base del mercado para un crecimiento continuo en todo el mundo. El despliegue estratégico en un país no solo reduce los costos de tecnología para los usuarios allí, sino también para los de otros países, lo que contribuye a la reducción general de costos y la mejora del rendimiento.
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Los sistemas de calentamiento solar son una tecnología de segunda generación bien conocida y generalmente consisten en colectores solares térmicos, un sistema de fluido para mover el calor del colector a su punto de uso y un depósito o tanque para el almacenamiento de calor y el uso posterior. Los sistemas pueden usarse para calentar agua caliente sanitaria, agua de piscinas o para calentar espacios. El calor también se puede usar para aplicaciones industriales o como un insumo de energía para otros usos, como equipos de enfriamiento. En muchos climas, un sistema de calefacción solar puede proporcionar un porcentaje muy alto (20 a 80%) de energía de agua caliente doméstica. La energía recibida del sol por la tierra es la de la radiación electromagnética. Rangos de luz visibles, infrarrojos, ultravioleta, rayos X y ondas de radio recibidas por la tierra a través de la energía solar. El mayor poder de radiación proviene de la luz visible. La energía solar es complicada debido a los cambios en las estaciones y del día a la noche. La cobertura de nubes también puede aumentar las complicaciones de la energía solar, y no toda la radiación del sol llega a la tierra porque se absorbe y se dispersa debido a las nubes y gases dentro de las atmósferas de la tierra.
En la década de 1980 y principios de 1990, la mayoría de los módulos fotovoltaicos proporcionaban suministro de energía en áreas remotas, pero desde 1995, los esfuerzos de la industria se centraron cada vez más en desarrollar instalaciones fotovoltaicas y centrales eléctricas integradas para aplicaciones conectadas a la red (para más detalles, consulte el artículo sobre centrales eléctricas fotovoltaicas). Actualmente, la mayor planta de energía fotovoltaica en América del Norte es la Planta de Energía Solar Nellis (15 MW). Existe una propuesta para construir una estación de energía solar en Victoria, Australia, que sería la estación de energía fotovoltaica más grande del mundo, con 154 MW. Otras grandes centrales fotovoltaicas incluyen la planta de energía solar Girassol (62 MW) y el parque solar Waldpolenz (40 MW).
Algunas de las energías renovables de segunda generación, como la eólica, tienen un gran potencial y ya han logrado costos de producción relativamente bajos. A fines de 2008, la capacidad mundial de parques eólicos era de 120.791 megavatios (MW), lo que representa un aumento del 28,8 por ciento durante el año, y la energía eólica producía alrededor del 1,3 por ciento del consumo mundial de electricidad. La energía eólica representa aproximadamente el 20% del uso de electricidad en Dinamarca, el 9% en España y el 7% en Alemania. Sin embargo, puede ser difícil ubicar las turbinas eólicas en algunas áreas por razones estéticas o ambientales, y puede ser difícil integrar la energía eólica en las redes eléctricas en algunos casos.
Las estaciones de energía solar térmica han estado operando con éxito en California comercialmente desde finales de la década de 1980, incluida la planta de energía solar más grande de cualquier tipo, los Sistemas de generación de energía solar de 350 MW. Nevada Solar One es otra planta de 64MW que se ha abierto recientemente. Otras plantas de energía cilindroparabólica que se proponen son dos plantas de 50 MW en España y una de 100 MW en Israel.
Solar y eólica son fuentes de energía intermitentes que suministran electricidad 10-40% del tiempo. Para compensar esta característica, es común emparejar su producción con la hidroelectricidad ya existente o la generación de gas natural. En regiones donde esto no está disponible, la energía eólica y solar pueden combinarse con una hidroelectricidad de almacenamiento bombeado significativamente más costosa.
Brasil tiene uno de los mayores programas de energía renovable en el mundo, que involucra la producción de combustible de etanol a partir de la caña de azúcar, y el etanol ahora proporciona el 18 por ciento del combustible automotriz del país. Como resultado de esto, junto con la explotación de las fuentes internas de petróleo de aguas profundas, Brasil, que años atrás tuvo que importar una gran parte del petróleo necesario para el consumo interno, recientemente alcanzó la autosuficiencia completa en petróleo.
La mayoría de los automóviles en la carretera hoy en los Estados Unidos pueden funcionar con mezclas de hasta 10% de etanol, y los fabricantes de vehículos automotores ya producen vehículos diseñados para funcionar con mezclas de etanol mucho más altas. Ford, DaimlerChrysler y GM son algunas de las compañías de automóviles que venden autos, camiones y minivans de «combustible flexible» que pueden usar mezclas de gasolina y etanol que van desde la gasolina pura hasta el 85% de etanol (E85). A mediados de 2006, había aproximadamente seis millones de vehículos compatibles con E85 en las carreteras estadounidenses.
Tecnologías de tercera generación
Las tecnologías de tercera generación aún no se han demostrado ni comercializado ampliamente. Están en el horizonte y pueden tener un potencial comparable a otras tecnologías de energía renovable, pero aún dependen de atraer suficiente atención y financiamiento de I + D. Estas tecnologías más recientes incluyen gasificación avanzada de biomasa, tecnologías de biorrefinería, centrales térmicas solares, energía geotérmica de roca seca y energía oceánica.
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Los biocombustibles pueden definirse como «renovables», pero pueden no ser «sostenibles» debido a la degradación del suelo. A partir de 2012, el 40% de la producción de maíz estadounidense se destina al etanol. El etanol ocupa un gran porcentaje del «Uso de energía limpia» cuando, de hecho, todavía es discutible si el etanol debe considerarse como una «Energía limpia».
Según la Agencia Internacional de la Energía, las nuevas tecnologías de bioenergía (biocombustibles) que se están desarrollando en la actualidad, especialmente las biorefinerías de etanol celulósico, podrían permitir que los biocombustibles desempeñaran un papel mucho más importante en el futuro de lo que se pensaba. El etanol celulósico puede estar hecho de materia vegetal compuesta principalmente de fibras de celulosa no comestibles que forman los tallos y las ramas de la mayoría de las plantas. Los residuos de cultivos (tales como tallos de maíz, paja de trigo y paja de arroz), desechos de madera y desechos sólidos municipales son fuentes potenciales de biomasa celulósica. Los cultivos energéticos dedicados, como el pasto varilla, también son fuentes prometedoras de celulosa que se pueden producir de manera sostenible en muchas regiones de los Estados Unidos.
En términos de energía oceánica, otra tecnología de tercera generación, Portugal cuenta con la primera granja comercial de olas del mundo, el Aguçadora Wave Park, en construcción en 2007. La granja utilizará inicialmente tres máquinas Pelamis P-750 que generan 2,25 MW. y los costos se ponen en 8,5 millones de euros. Sujeto a una operación exitosa, es probable que se inviertan otros 70 millones antes de 2009 en otras 28 máquinas para generar 525 MW. La financiación para una granja de olas en Escocia fue anunciada en febrero de 2007 por el Ejecutivo escocés, a un costo de más de 4 millones de libras, como parte de un paquete de fondos de £ 13 millones para la energía oceánica en Escocia. La granja será la más grande del mundo con una capacidad de 3 MW generada por cuatro máquinas Pelamis. (ver también Granja de olas).
En 2007, se instaló la primera turbina del mundo para crear cantidades comerciales de energía utilizando la energía de las mareas en los estrechos de Strangford Lough en Irlanda. El generador de electricidad de marea submarina de 1.2 MW aprovecha el rápido flujo de marea en el lago, que puede ser de hasta 4 m / s. Aunque el generador es lo suficientemente potente como para alimentar hasta mil hogares, la turbina tiene un impacto ambiental mínimo, ya que está casi completamente sumergido, y los rotores giran lo suficientemente lento como para no representar un peligro para la vida silvestre.
Los paneles de energía solar que usan nanotecnología, que pueden crear circuitos a partir de moléculas de silicio individuales, pueden costar la mitad que las células fotovoltaicas tradicionales, de acuerdo con ejecutivos e inversores involucrados en el desarrollo de los productos. Nanosolar ha asegurado más de $ 100 millones de dólares de inversionistas para construir una fábrica de paneles solares de película fina nanotecnológica. La planta de la compañía tiene una capacidad de producción planificada de 430 megavatios de potencia máxima de células solares por año. La producción comercial comenzó y los primeros paneles se enviaron a los clientes a fines de 2007.
Grandes proyectos de investigación nacionales y regionales sobre fotosíntesis artificial están diseñando sistemas basados en la nanotecnología que utilizan la energía solar para dividir el agua en combustible de hidrógeno. y una propuesta para un proyecto de fotosíntesis artificial mundial En 2011, investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) desarrollaron lo que llaman una «Hoja artificial», que es capaz de dividir el agua en hidrógeno y oxígeno directamente de la energía solar. cuando se deja caer en un vaso de agua. Un lado de la «Hoja artificial» produce burbujas de hidrógeno, mientras que el otro lado produce burbujas de oxígeno.
La mayoría de las plantas de energía solar actuales están hechas de un conjunto de unidades similares donde cada unidad se ajusta continuamente, por ejemplo, con algunos motores paso a paso, de modo que el convertidor de luz permanece enfocado en la luz del sol. El costo de enfocar la luz en los convertidores, como los paneles solares de alta potencia, el motor Stirling, etc. se puede reducir drásticamente con una mecánica de cuerda simple y eficiente. En esta técnica, muchas unidades están conectadas con una red de cuerdas, de manera que tirar de dos o tres cuerdas es suficiente para mantener todos los convertidores de luz enfocados simultáneamente a medida que cambia la dirección del sol.
Japón y China tienen programas nacionales destinados a la energía solar basada en el espacio (SBSP) a escala comercial. La Academia de Tecnología Espacial de China (CAST, por sus siglas en inglés) ganó el Concurso Internacional de Diseño de SunSat 2015 con este video de su diseño de Conjunto Rotativo Multi-Rotario. Los defensores de SBSP afirman que la energía solar basada en el espacio sería limpia, constante y global, y podría escalar para satisfacer toda la demanda de energía planetaria. Una reciente propuesta de la industria de múltiples agencias (haciéndose eco de la recomendación del Pentágono de 2008) ganó el Desafío de Innovación SECDEF / SECSTEF / USAID Director D3 (Diplomacia, Desarrollo, Defensa).
Tecnologías habilitantes para la energía renovable
Las bombas de calor y el almacenamiento de energía térmica son clases de tecnologías que pueden permitir la utilización de fuentes de energía renovable que de otro modo serían inaccesibles debido a una temperatura demasiado baja o un intervalo de tiempo entre la energía disponible y la necesaria. Al aumentar la temperatura de la energía térmica renovable disponible, las bombas de calor tienen la propiedad adicional de aprovechar la energía eléctrica (o en algunos casos la mecánica o térmica) utilizándola para extraer energía adicional de una fuente de baja calidad (como agua de mar, agua del lago, el suelo, el aire o el calor residual de un proceso).
Las tecnologías de almacenamiento térmico permiten almacenar calor o frío por períodos de horas o de una noche a otra, y pueden implicar el almacenamiento de energía sensible (es decir, cambiando la temperatura de un medio) o la energía latente (es decir, a través de cambios de fase de un medio , tal como entre agua y aguanieve o hielo). Los almacenes térmicos a corto plazo se pueden usar para el afeitado máximo en los sistemas de calefacción urbana o distribución eléctrica. Los tipos de fuentes de energía renovables o alternativas que se pueden habilitar incluyen energía natural (por ejemplo, recogida mediante colectores solares térmicos o torres de enfriamiento en seco utilizadas para recoger el frío invernal), energía residual (por ejemplo, de equipos HVAC, procesos industriales o centrales eléctricas) o energía excedente (p. ej. estacionalmente de proyectos hidroeléctricos o intermitentemente de parques eólicos). La Comunidad Solar de Drake Landing (Alberta, Canadá) es ilustrativa. el almacenamiento de energía térmica del pozo permite que la comunidad obtenga el 97% de su calor durante todo el año de los colectores solares en los techos del garaje, que es la mayor parte del calor que se recolecta en el verano. Los tipos de almacenamiento para energía sensible incluyen tanques aislados, conjuntos de pozos en substratos que van desde la grava hasta el lecho de roca, acuíferos profundos o fosas poco profundas con aislamiento que están aisladas en la parte superior. Algunos tipos de almacenamiento son capaces de almacenar calor o frío entre temporadas opuestas (particularmente si son muy grandes), y algunas aplicaciones de almacenamiento requieren la inclusión de una bomba de calor. El calor latente se almacena típicamente en tanques de hielo o lo que se llama materiales de cambio de fase (PCM).
Eficiencia energética
Avanzar hacia la sostenibilidad energética requerirá cambios no solo en la forma en que se suministra la energía, sino en la forma en que se utiliza, y es esencial reducir la cantidad de energía requerida para entregar diversos bienes o servicios. Las oportunidades de mejora en el lado de la demanda de la ecuación energética son tan ricas y diversas como las del lado de la oferta, y a menudo ofrecen importantes beneficios económicos.
En ocasiones, se dice que la energía renovable y la eficiencia energética son los «pilares gemelos» de la política energética sostenible. Ambos recursos deben desarrollarse para estabilizar y reducir las emisiones de dióxido de carbono. La eficiencia ralentiza el crecimiento de la demanda de energía de modo que el aumento de los suministros de energía limpia puede hacer recortes profundos en el uso de combustibles fósiles. Si el uso de energía crece demasiado rápido, el desarrollo de energía renovable perseguirá a un objetivo en retroceso. Un análisis histórico reciente ha demostrado que la tasa de mejora de la eficiencia energética generalmente se ha visto superada por la tasa de crecimiento de la demanda de energía, que se debe al continuo crecimiento económico y demográfico. Como resultado, a pesar de las ganancias de eficiencia energética, el uso total de energía y las emisiones de carbono relacionadas han seguido aumentando. Por lo tanto, dados los límites termodinámicos y prácticos de las mejoras en la eficiencia energética, es esencial desacelerar el crecimiento en la demanda de energía. Sin embargo, a menos que los suministros de energía limpia se conecten rápidamente, la desaceleración del crecimiento de la demanda solo comenzará a reducir las emisiones totales; también se necesita reducir el contenido de carbono de las fuentes de energía. Cualquier visión seria de una economía energética sostenible requiere, por lo tanto, compromisos con las energías renovables y la eficiencia.
La energía renovable (y la eficiencia energética) ya no son nichos de sectores que solo promueven los gobiernos y los ambientalistas. El aumento de los niveles de inversión y el hecho de que gran parte del capital proviene de actores financieros más convencionales sugiere que las opciones de energía sostenible se están convirtiendo en una corriente principal. Un ejemplo de esto sería The Alliance to Save Energy Project con Stahl Consolidated Manufacturing, (Huntsville, Alabama, EE. UU.) (StahlCon 7), un eje de generador patentado diseñado para reducir las emisiones dentro de los sistemas de generación de energía existentes, otorgó derechos de publicación a Alliance en 2007.
Las preocupaciones sobre el cambio climático junto con los altos precios del petróleo y el aumento del apoyo gubernamental están impulsando tasas de inversión en las industrias de energía sostenible, según un análisis de tendencias del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente. Según el PNUMA, la inversión global en energía sostenible en 2007 fue más alta que los niveles anteriores, con $ 148 mil millones de nuevo dinero recaudado en 2007, un aumento del 60% con respecto a 2006. El total de transacciones financieras en energía sostenible, incluida la actividad de adquisición, fue de $ 204 mil millones.
Los flujos de inversión en 2007 se ampliaron y diversificaron, lo que hace que el panorama general sea de mayor amplitud y profundidad en el uso de energía sostenible. Los principales mercados de capital son «ahora totalmente receptivos a las empresas de energía sostenible, respaldadas por un aumento en los fondos destinados a la inversión en energía limpia».
Tecnología de red inteligente
La red inteligente se refiere a una clase de tecnología que las personas están utilizando para llevar los sistemas de suministro de electricidad a los servicios públicos en el siglo XXI, mediante el uso de control remoto y automatización basados en computadora. Estos sistemas son posibles gracias a la tecnología de comunicación bidireccional y al procesamiento informático que se ha utilizado durante décadas en otras industrias. Están comenzando a utilizarse en redes eléctricas, desde las centrales eléctricas y parques eólicos hasta los consumidores de electricidad en hogares y negocios. Ofrecen muchos beneficios a los servicios públicos y los consumidores, principalmente vistos en grandes mejoras en la eficiencia energética en la red eléctrica y en los hogares y oficinas de los usuarios de energía.
Inversiones en energía limpia
2010 fue un año récord para las inversiones en energía verde. Según un informe de Bloomberg New Energy Finance, se invirtieron casi 243 mil millones de dólares en parques eólicos, energía solar, automóviles eléctricos y otras tecnologías alternativas en todo el mundo, lo que representa un aumento del 30 por ciento desde 2009 y casi cinco veces el dinero invertido en 2004. China tuvo una inversión de $ 51.1 mil millones en proyectos de energía limpia en 2010, con mucho, la cifra más grande para cualquier país.
Dentro de las economías emergentes, Brasil ocupa el segundo lugar después de China en términos de inversiones en energía limpia. Con el respaldo de sólidas políticas energéticas, Brasil tiene una de las capacidades más altas de biomasa y energía hidroeléctrica del mundo y está preparada para un crecimiento significativo de la inversión en energía eólica. El potencial de inversión acumulada en Brasil de 2010 a 2020 se proyecta en $ 67 mil millones.
India es otro líder emergente de energía limpia. Mientras que la India ocupó el décimo lugar en inversiones privadas de energía limpia entre los miembros del G-20 en 2009, se espera que en los próximos 10 años suba a la tercera posición, con una inversión anual de energía limpia bajo las políticas actuales que crecerá un 369 por ciento entre 2010 y 2020.
Está claro que el centro de crecimiento ha comenzado a cambiar a las economías en desarrollo y que pueden liderar el mundo en la nueva ola de inversiones en energía limpia.
En todo el mundo, muchos gobiernos subnacionales (regiones, estados y provincias) han buscado agresivamente inversiones en energía sostenible. En los Estados Unidos, el liderazgo de California en energías renovables fue reconocido por The Climate Group cuando otorgó al gobernador Arnold Schwarzenegger su premio inaugural al liderazgo climático internacional en Copenhague en 2009. En Australia, el estado de Australia del Sur bajo la dirección del ex primer ministro Mike Rann: ha liderado el camino con la energía eólica que comprende el 26% de su generación de electricidad para fines de 2011, superando la generación de carbón por primera vez. Australia del Sur también ha tenido el mayor consumo per capita de paneles solares domésticos en Australia tras la introducción por parte del Gobierno de Rann de leyes de alimentación solar y una campaña educativa que implica la instalación de instalaciones solares fotovoltaicas en los techos de edificios públicos prominentes, incluido el parlamento , museo, aeropuerto y el pabellón y escuelas de Adelaide Showgrounds. Rann, el primer ministro de cambio climático de Australia, aprobó una ley en 2006 que establece objetivos para la energía renovable y los recortes de emisiones, la primera legislación en Australia en hacerlo.
Además, en la Unión Europea existe una clara tendencia a promover políticas que alienten las inversiones y la financiación de energía sostenible en términos de eficiencia energética, innovación en la explotación energética y desarrollo de recursos renovables, con una mayor consideración de los aspectos medioambientales y la sostenibilidad.
Ejemplos:
portadores de energía como hidrógeno, nitrógeno líquido, aire comprimido, oxihidrógeno, baterías, para vehículos de potencia.
el almacenamiento de energía del volante, la hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo es más utilizable en aplicaciones estacionarias (por ejemplo, en hogares y oficinas). En los sistemas de energía domésticos, la conversión de energía también se puede hacer para reducir el olor. Por ejemplo, la materia orgánica como el estiércol de vaca y la materia orgánica enmohecida se puede convertir en biochar. Para eliminar las emisiones, se utiliza la captura y el almacenamiento de carbono.
Por lo general, sin embargo, la energía renovable se deriva de la red eléctrica de la red. Esto significa que el almacenamiento de energía no se utiliza en su mayoría, ya que la red eléctrica está organizada para producir la cantidad exacta de energía que se consume en ese momento particular. La producción de energía en la red eléctrica de la red eléctrica siempre se establece como una combinación de plantas de energía renovable (a gran escala), así como de otras plantas de energía como centrales eléctricas de combustibles fósiles y energía nuclear. Sin embargo, esta combinación, que es esencial para este tipo de suministro de energía (como, por ejemplo, turbinas eólicas, plantas de energía solar, etc.) solo puede producirse cuando sopla el viento y brilla el sol. Este es también uno de los principales inconvenientes del sistema ya que las centrales eléctricas de combustibles fósiles son contaminantes y son una de las principales causas del calentamiento global (la energía nuclear es una excepción). Aunque las centrales eléctricas de combustibles fósiles también pueden emitirse sin emisiones (a través de la captura y el almacenamiento de carbono) y renovables (si las plantas se convierten, por ejemplo, en biomasa), la mejor solución es eliminar las últimas centrales con el tiempo. Las plantas de energía nuclear también pueden ser más o menos eliminadas de su problema de desechos nucleares mediante el uso de reprocesamiento nuclear y plantas más nuevas como plantas reproductoras rápidas y plantas de fusión nuclear.
Las plantas de energía de energía renovable proporcionan un flujo constante de energía. Por ejemplo, las centrales hidroeléctricas, las plantas térmicas oceánicas y las plantas de energía osmótica proporcionan potencia a un ritmo regulado y, por lo tanto, están disponibles fuentes de energía en cualquier momento (incluso por la noche, momentos ventosos, etc.). En la actualidad, sin embargo, el número de plantas de energía renovable de flujo constante es todavía demasiado pequeño para satisfacer las demandas de energía en los momentos del día en que las plantas de energía renovable de producción irregular no pueden producir energía.
Además del reverdecimiento de las centrales nucleares y de combustibles fósiles, otra opción es la distribución y el uso inmediato de la energía de fuentes exclusivamente renovables. En esta configuración, el almacenamiento de energía tampoco es necesario. Por ejemplo, TREC ha propuesto distribuir energía solar desde el Sahara a Europa. Europa puede distribuir energía eólica y oceánica al Sahara y a otros países. De esta forma, la energía se produce en cualquier momento dado como en cualquier punto del planeta cuando el sol o el viento se levantan o las olas del océano y las corrientes se agitan. Sin embargo, esta opción probablemente no sea posible en el corto plazo, ya que los combustibles fósiles y la energía nuclear siguen siendo las principales fuentes de energía en la red eléctrica principal y su reemplazo no será posible de la noche a la mañana.
Se han realizado varias sugerencias de almacenamiento de energía a gran escala para la red. En todo el mundo hay más de 100 GW de hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo. Esto mejora la eficiencia y disminuye las pérdidas de energía, pero una conversión a una red eléctrica de almacenamiento de energía es una solución muy costosa.Algunos costos podrían reducirse utilizando el equipo de almacenamiento de energía que compra el consumidor y no el estado. Un ejemplo son las baterías en los automóviles eléctricos que se duplicarían como un amortiguador de energía para la red eléctrica. Sin embargo, además del costo, establecer un sistema así sería un procedimiento muy complicado y difícil. Además, los aparatos de almacenamiento de energía como baterías de automóviles también se fabrican con materiales que representan una amenaza para el medio ambiente (por ejemplo, el litio). La producción combinada de baterías para una parte tan grande de la población todavía tendría preocupaciones ambientales. Sin embargo, además de las baterías de los automóviles, otros proyectos de almacenamiento de energía de Grid utilizan transportadores de energía menos contaminantes (por ejemplo, tanques de aire comprimido y almacenamiento de energía en el volante).