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Energía Renovable: Consumo, generación, costos y participación internacional.

energía renovable

La energía renovable es una fuente de energía cuya renovación natural es lo suficientemente rápida para que puedan ser considerada inagotable en escala de tiempo humano (nunca se agotarán).

Ésta energía proviene de fenómenos naturales cíclicos o constantes inducidos por las estrellas: especialmente el Sol (por el calor y la luz), pero también la Luna (mareas) y la Tierra (energía geotérmica).

Otras energías renovables pueden ser la hidroeléctrica y la biomasa.

Su naturaleza renovable depende en parte de la velocidad a la que se consume la fuente y, por otro lado, de la velocidad a la que se regenera.

Las fuentes no renovables son combustibles fósiles como petróleo, combustible y gas cuyos depósitos pueden agotarse.

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Consumo y generación de la energía renovable.

La participación de la energía renovable en el consumo mundial final de energía para el año 2016 se estimó en 18.2% y se dividen de la siguiente manera:

Biomasa tradicional (madera, residuos agrícolas, etc.): 7.8%.

Energía Renovable Moderna: 10.4%, distribuidos:

  • 1% energía térmica renovable (biomasa, geotérmica, solar)
  • 7% de energía hidroeléctrica.
  • 7% para otras fuentes de electricidad renovables (eólica, solar, geotérmica, biomasa, biogás)
  • 9% para biocombustibles.

La participación de las energías renovables en relación a la generación de electricidad a fines de 2017 se estimó en 26.5%.

  • 4% de la energía hidroeléctrica.
  • 5,6% de la energía eólica.
  • 2,2% de la biomasa.
  • 1,9% de la energía fotovoltaica.
  • 0,4% de las diversas (geotérmica, termodinámica solar, energías marinas).

 

La civilización moderna es muy dependiente de la energía y especialmente de las no renovables, que, aunque desconozcamos cuando se agotarán tarde o temprano llegará el momento.

La energía renovable es una fuente de seguridad en los campos económico, social y ambiental y en el caso de que las energías renovables sustituyan a los combustibles fósiles, promueven la independencia energética.

Hacer la transición de utilizar energía no renovable a manejar recurso renovable genera esperanzas.

Y uno de los puntos positivos que traería ese cambio es minimizar los conflictos relacionados con los intereses energéticos, que es uno de los principales problemas entre naciones.

La mayoría de las energías disponibles dependen del clima y las condiciones geográficas; estudios científicos sugieren que sería posible satisfacer en 20 a 40 años todas las necesidades energéticas de fuentes renovables y más limpias, con las tecnologías actuales.

Las cuales ocupan el 0,4% de la superficie de la Tierra, a un costo más o menos comparable a la de los fósiles y la energía nuclear, pero con un esfuerzo de transformación de las redes de producción, almacenamiento y transporte.

Pero una de las principales y más importante es que requiere una fuerte voluntad política y social.

Si las energías renovables pueden tener un nivel bajo de cero emisiones de gases de efecto invernadero durante su operación, o una huella de carbono relativamente neutral también se debe tener en cuenta el ciclo de vida de los sistemas y los materiales que se utilizan.

Producto de los subsidios a las energías renovables y el peso y apoyo creciente que han obtenido, los estados están considerando reformas para mejorar la efectividad de los sistemas de soporte al aumentar su selectividad y tratar de integrar gradualmente la energía renovable en los mecanismos del mercado.

Ya en la actualidad, el panorama energético global está experimentando un cambio rápido y amplio impulsado por un crecimiento sin precedentes de fuentes renovables debido a la caída de los costos y avances en la tecnología.

Participación Internacional.

El desarrollo de las energías renovables ha sido un objetivo del desarrollo sostenible de la ONU.

El número de países con objetivos de energía renovable ha aumentado de 176 en 2016 a 179 en 2017, según el informe REN21 2018.

Además, se había cuadruplicado en 10 años, de 43 en 2005 a 164 en 2015 (contando con criterios más restrictivos), según un informe publicado por la Agencia Internacional de Energía Renovable (IRENA).

Los países emergentes se están poniendo al día:

  • 131 de ellos han establecido metas
  • Una treintena de naciones sin objetivos se encuentran principalmente en África y Asia Central.
  • 151 países han establecido objetivos para la energía renovable eléctrica, pero sólo 47 de ellos en el campo de la calefacción y la refrigeración y 59 en el transporte.

Costos.

El aumento de la energía renovable se debe a la caída dramática de los costos de la energía renovable en todo el aspecto tecnológico.

Desde 2009, los costos de los módulos fotovoltaicos solares han disminuido en más del 80%.

La energía generada por la energía solar fotovoltaica disminuyó un 73% entre 2010 y 2017, según informe estadístico de IRENA.

Los costos eólicos en tierra también han bajado fuertemente.

El costo promedio ponderado global de la electricidad de la energía eólica terrestre se redujo un 22% entre 2010 y 2017, lo que la convierte en una de las fuentes de electricidad más competitivas disponibles en la actualidad.

Las disminuciones de costos no terminan ahí. Para 2020, el costo promedio de la generación de energía de todas las tecnologías de energía renovable disponibles en el mercado será competitivo con los combustibles fósiles.

La transformación energética global está puesta en marcha y se espera particularmente que la participación en la generación de energía  renovable continúe avanzando enormemente en los últimos años, ya que, hoy en día, representan más de un cuarto de la generación de energía global.

El carbón en su camino de la fuente de energía primaria en el mundo, con el 37% de la demanda mundial de energía, la energía y nuclear tuvo un aumento su participación del 3% en 2017, sigue representando el 10% de la energía mundial.

 Sin embargo, la demanda de energía renovable también está creciendo, impulsada por la energía eólica, fotovoltaica e hidroeléctrica. 

Representan una cuarta parte ( 25% ) de la producción mundial de electricidad en 2017.

En 2011, con 12.274 Mtep, el consumo mundial de energía aumentó un 2,5% en 2011, la mitad de rápido que en 2010, pero a un ritmo cercano al promedio histórico. El crecimiento en el consumo de energía se desaceleró en todas las regiones y para todas las energías. 

El petróleo sigue siendo la principal fuente de energía, representando el 33,1% del consumo mundial de energía, pero es la parte más pequeña durante mucho tiempo del petróleo, mientras que la proporción de carbón alcanza el 30,3%. un récord desde 1969.

 El consumo mundial de energía (energía final) era, según la Agencia Internacional de la Energía a 8,2 mil millones en 2007 pies (4,7 en 1973) para una producción global de energía (energía primaria) de 12274000000 dedo del pie.

En 2010, el consumo mundial de energía aumentó un 5,5% , luego de una disminución del 1% en 2009 , un aumento del 6% en las emisiones de CO 2 relacionadas con la energía, un récord.

Los países emergentes contribuyen 2/3 a este aumento general, con alrededor de 460 Mtep, y solo China representa 1/4 del crecimiento del consumo mundial de energía en 2010 El petróleo, el gas natural y el carbón contribuyeron significativamente igual a este aumento en la demanda de energía en 2010, en gran parte relacionado con la recuperación industrial.

Evolución de la demanda energética mundial.

Los factores que influyen en la evolución de la demanda energética en el mundo son:– el aumento de la población mundial (9 a 10 mil millones de habitantes para 2050),

– los esfuerzos de los países en desarrollo para cerrar su brecha económica (crecimiento del 8 al 10% en China e India),

– Manteniendo un ligero crecimiento en la demanda de energía en los países desarrollados, la demanda de energía primaria continúa creciendo pero su distribución geográfica está cambiando.

Por ejemplo, la región de Asia y el Pacífico ahora absorbe más del 30% del consumo mundial en comparación con menos del 20% a principios de la década de 1970.

Correlativamente, el peso relativo de las regiones desarrolladas disminuye (Estados Unidos del 28 al 20%, Unión Europea del 19 al 15%).

Los expertos esperan un crecimiento promedio de alrededor del 1.7% por año para las próximas décadas, lo que lleva a un pronóstico de una duplicación de la demanda global, es decir, un consumo de 20 mil millones de pies en los años 2040-2050.

Producción mundial de energía

Para 2016, las represas, las plantas de biomasa, las turbinas eólicas o los parques solares proporcionarán más energía que el gas y el doble que la energía nuclear.

En Europa, Alemania es el país con la mayor capacidad de producción de energía renovable con una capacidad de 89,1 GW (gigavatios), seguido de lejos por Italia y España. 

Estos últimos tienen una capacidad de 52.2 y 51.8 GW respectivamente. Francia está en la 4ª posición con una capacidad de 40,4 GW.

En la producción mundial de energía primaria , 11.200 millones de tep / año, el petróleo es la mayor fuente con el 35,2% del total.

El gas y el carbón tienen pesos respectivos de 25% y 21% en 2008 (30.3% en 2001). En 2004, más del 80% de la producción mundial de energía se basa en estos 3 combustibles fósiles. 

Si agregamos que la electricidad nuclear actualmente solo usa la fisión de uranio 235, el 87.4% de la producción de energía primaria del mundo se basa en recursos no renovables (según Wikipedia: 80.4%.

Esta producción proviene de la combustión de combustibles fósiles y el resto de la producción de energía proviene de la energía nuclear y las energías renovables (leña, hidroelectricidad, energía eólica, agrocombustibles, …).

Los recursos energéticos convencionales y comprobados del mundo o las reservas de energías no renovables (fósiles y uranio) podrían estimarse en 2008 en 965 mil millones de toneladas de petróleo equivalente (te), o 85 años de producción actual.

 Esta duración varía mucho según el tipo de energía: 44 años para el petróleo convencional, 183 años para el carbón.

Las diferentes energías 

Energía primaria

En la totalidad esta tiene correlaciones en el consumo de energía para lograr abarcar las diversas necesidades del humano proveniente de formas de energía primaria que son agotables.

Combustibles fósiles como el carbón, el petróleo, el gas natural, pero también el uranio) o renovables (energía hidroeléctrica, eólica, geotérmica y solar, incluida la biomasa, que es una concentración de energía solar en carbono en una planta).

Energía secundaria

Estas energías primarias se transforman en energías secundarias: productos refinados del petróleo, incluidos combustibles para automóviles, electricidad.

Esta transformación de una energía en otra siempre se realiza, es una ley fundamental de la física, con una pérdida de energía, si aunque la transformación de energía primaria en energía secundaria “consume energía primaria”.

La relación entre la energía secundaria producida y la energía primaria utilizada se denomina “eficiencia” de la unidad de transformación de energía. Por ejemplo, la eficiencia de una central eléctrica que produce electricidad quemando gas y carbón es del 30 al 50 por ciento. 

Energía final

Estos son los que se utilizan para satisfacer las necesidades del hombre. La total complacencia de las dependencias  puede ser directa, si la energía es adquirida por un ser humano durante un empleo en el hogar (calor, trabajar en su computadora, moverse en automóvil). 

indirecta si se usa en la producción de bienes o servicios destinados al consumo humano.

El consumo final de energía es un consumo directo de energía primaria no procesada, como el carbón quemado bajo calderas industriales en química o inyectado en hornos de cemento, o el consumo de energía secundaria como gasolina o gas natural. 

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Formas de aprovechar el agua con energías renovables.

formas de aprovechar el agua

Existen muchas formas de aprovechar el agua con energías renovables.

Es evidente que el mundo cada día requiere de mayores cantidades de agua potable para el consumo humano.

El recurso juega un papel importante en la economía mundial y aproximadamente el 70% del agua dulce utilizada por los humanos va a la agricultura.

Gran parte del comercio a larga distancia de productos básicos (como petróleo y gas natural) y productos manufacturados se transporta en barcos a través de mares, ríos, lagos y canales.

Por lo que se considera que es una fuente obligatoria para la supervivencia humana en el mundo.

De hecho, el Banco Mundial espera una brecha importante entre la oferta y la demanda para 2030.

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El aprovechamiento del recurso natural, que casi en su 100% de utilidad depende del bombeo de agua, requiere cantidades importantes de electricidad, lo que se traduce en facturas energéticas bastante elevadas.

Además, la mayor parte de esta electricidad proviene de combustibles fósiles y unas pocas a la hidroeléctrica.

A medida que los impactos del cambio climático empeoran, el uso de combustibles fósiles se enfrenta a una mayor investigación.

La energía renovable puede proporcionarte diversas formas de aprovechar el agua para resolver estos desafíos a través de enfoques diferentes:

 

Generación de energía en el tratamiento de aguas residuales:

El primer enfoque toma los residuos de las aguas residuales (aguas residuales) y los convierte en energía.

Esta energía puede alimentar las instalaciones de tratamiento de aguas residuales, reduciendo o eliminando sus necesidades de electricidad.

En algunos casos, la instalación genera un excedente de energía que puede alimentar la red. Varias tecnologías emocionantes pueden facilitar esto.

Y abarcan desde la digestión anaerobia de aguas residuales para producir metano, la co-digestión con desechos orgánicos, hasta la pirólisis directa de las aguas residuales.

Si bien sigue siendo una fuente de poder relativamente sin explotar.

Actualmente existen muchas operaciones piloto y de escala completa en todo el mundo.

Incluso en los Estados Unidos, China, Medio Oriente y Europa. La investigación en esta área continúa.

Recientemente, los científicos pudieron usar bacterias especialmente elegidas que pueden procesar una amplia gama de los químicos que se encuentran en las aguas residuales, usándolas para generar hidrógeno en última instancia.

Agua en movimiento con energías renovables:

Alternativamente, los administradores de agua, ya sean irrigadores, desalinizadores o tratadores de aguas residuales, recurren cada vez más a las energías renovables para sus necesidades de electricidad.

Por ejemplo, la producción de energía solar alcanza su máximo en muchos de los mismos períodos de tiempo y lugares donde el agua es más alta.

Esto incluye el riego de verano para la agricultura y en los desiertos.

Muchas economías emergentes han comenzado a considerar la idea, esperando evitar la infraestructura eléctrica tradicional.

Las entidades encargadas de administrar el agua estiman el potencial de las energías renovables y de las formas de aprovechar el agua  para la producción de energía eléctrica.

Las turbinas eólicas han sido consideradas de gran utilidad durante mucho tiempo como bombas de agua.

Las nuevas versiones son tomadas para producir electricidad y aumentar su eficiencia en el bombeo de agua.

Otro prototipo reciente utiliza el diseño de la turbina eólica para recoger el agua del aire y bombearla a los tanques de almacenamiento.

Bombeo de agua sin electricidad:

Por último, mientras que la energía renovable puede proporcionar algunas soluciones, otras estrategias reducen o eliminan la necesidad de electricidad por completo.

Las bombas en espiral mueven el agua sin el uso de electricidad u otros combustibles:

Pueden irrigar los cultivos en áreas con acceso limitado al poder.

La rueda de aire esencialmente invierte los principios que impulsan una rueda de agua:

Puede generar electricidad en determinados ambientes marinos.

Actualmente, este tipo de tecnologías innovadoras se ha desarrollado en menor proporción en cuanto a la utilización de este recurso para la generación de energía.

Éstas formas de aprovechar el agua son algunas de las que se pueden emplear. Sin embargo, a medida que crece la demanda mundial, se espera que nuevas ideas y proyectos amplíen las capacidades de aprovechamiento del recurso de forma sustentable.

Agua subterránea, lluvia, humedad del aire.

Cuando esto no es suficiente o posible, excava para obtener acceso a los suministros de agua subterránea. Luego, los pozos le permiten aprovechar el agua subterránea , que a veces puede no ser renovable en el caso de las aguas fósiles.

Sin embargo de otra manera, hay datos que dicen que si las muestras son inmensas, los cuerpos de agua no idóneos para el consumo (agua salada, contaminada) pueden conseguir invadir la capa freática y comprometer completamente el suministro.

¿Explotar el hielo de los icebergs?

También hay proyectos para explotar icebergs de iceberg. Ideas muy populares en la década de 1970, estos proyectos proponen remolcar en el mar pequeños icebergs, que consisten en agua dulce  congelada, a áreas donde falta agua.

Las dificultades técnicas y el costo de la operación dejaron esta idea como un proyecto, a pesar de algunas compañías de “caza de iceberg”.

Tratamiento de aguas residuales

Finalmente, cuando no hay una fuente de agua “limpia” disponible o suficiente, se usa agua no apta. Luego debe tratarse para que sean potable. Esta fase de tratamiento generalmente involucra infraestructura especial, energía y productos químicos, lo que tiene un costo.

Los dos tratamientos principales son la desalinización del agua de mar y la purificación del agua contaminada por sedimentos , productos químicos nocivos y agentes patógenos .

Para preservar la calidad de los recursos hídricos y reducir la importancia de los tratamientos de purificación de agua, las aguas residuales de las actividades humanas generalmente se tratan antes de ser liberadas al medio ambiente.

Lista de fuentes de agua potable.

Por lo tanto, todas las fuentes explotables de agua dulce son:

  • aguas abiertas superficiales;
  • agua subterránea
  • agua de lluvia
  • la humedad del aire;
  • icebergs (en teoría);
  • agua cargada de sedimentos, contaminantes y patógenos;
  • agua de mar

A pesar de la diversidad de estas fuentes, el agua dulce, y en particular el agua potable, sigue siendo un recurso escaso que carece de mil millones de personas. La extensión del acceso a esta agua y la lucha contra su desperdicio son, por lo tanto, un problema mundial.

¡Recuerde purificar su agua todos los días con ablandadores de agua !  Si desea obtener más información sobre los ablandadores de agua.

La tubería de agua

Para llevar agua a cultivos y hogares, pero también para evitar inundaciones de ríos o desviar su curso, los hombres han inventado diferentes técnicas para canalizar el agua. Los métodos van desde simple excavación de la roca a la montaña hasta la construcción de acueductos, para cruzar los valles hasta las tuberías subterraneas.

Agua: elemento natural

Si la Tierra se llama comúnmente “planeta azul”, es que está cubierta en más del 70% por agua lo  que le da, visto desde el espacio, este color azul.

La presencia de este elemento lo diferencia, hasta la fecha, de todos los demás planetas, ya que es fuente de vida.

Esta agua (¡1.400 millones de km 3  es 400 veces más mediterránea!) Es salada en un 97% (mares y océanos).

El 3% restante, el agua de ríos, ríos, lagos, aguas subterráneas y glaciares es templada.

El agua realiza un ciclo (ciclo hidrológico ) del cual el sol es el motor. Durante este curso, se realizarán intercambios y el agua tomará diferentes estados: líquido, sólido (hielo) o gaseoso (vapor de agua).

Este ciclo es inmutable. Si ciertas regiones tienen diferentes patrones de lluvia dependiendo de la temporada y su ubicación geográfica, el  agua se renueva a escala mundial a largo plazo.

Hidroeléctrica

La generación de energía hidroeléctrica explota la energía mecánica (cinética y potencial) del agua. El principio utilizado para producir electricidad con la fuerza del agua es el mismo que para los molinos de agua de la antigüedad.

En lugar de activar una rueda, la fuerza del agua activa una turbina que activa un alternador y produce electricidad.

Estas instalaciones se denominan  centrales hidroeléctricas Son estas construcciones gigantescas que abarcan ciertos ríos o presas impresionantes que vemos en las fronteras de los lagos, pero también pequeñas centrales eléctricas en pequeños arroyos.

Hidráulica en el mundo

La energía hidroeléctrica es la tercera fuente de producción de electricidad más grande del mundo , detrás del carbón y el gas (combustibles fósiles), que todavía se usan ampliamente, particularmente en países como China.

Hay información sobre las distintas formas de aprovechar el agua en el mundo

La energía hidroeléctrica es, con mucho, la principal fuente de generación de electricidad renovable (83%). Luego vienen la energía eólica, la biomasa, la energía  geotérmica y, en menor medida, la energía solar y las energías marinas.

Hidráulica en Francia

Según RTE, en Francia, en 2011, la generación de energía hidroeléctrica ocupa el tercer lugar (9,3%) después de la energía nuclear (77,7%) y las plantas de energía fósil (gas, petróleo y gas). carbón) (9,4%).

Sin embargo la generación de energía hidroeléctrica depende en gran medida de la lluvia.  Como 2011 fue un año seco, la producción de energía hidroeléctrica disminuyó (por ejemplo, en 2010, representó el 12% de la producción de electricidad).

Las diferentes centrales hidroeléctricas.

Se utilizan diferentes técnicas para las formas de aprovechar el agua, seleccionadas de acuerdo con las características geográficas de los sitios, para explotar la energía cinética del agua.

Instalaciones fluviales  (tiempo de llenado del tanque de menos de 2 horas) que se pueden encontrar en áreas de tierras bajas en ríos como el Ródano o el Rin. Hay 2.000 unidades en Francia. Utilizan corrientes y producen energía no almacenable e inmodulable durante todo el año.

Las instalaciones que operan en cerraduras  tienen una duración de llenado del tanque entre 2 y 400 horas. En su mayoría se encuentran en las montañas medias. Altamente sensible a las variaciones de flujo, su gestión permite reconstruir stocks.

Las plantas de energía del lago se colocan al pie de una presa (grandes obras impresionantes que se encuentran en montañas medianas y altas como Serre-Ponçon en los Alpes).

La presa retiene un gran lago artificial (que se llena de nieve o la temporada de lluvias con un tiempo de llenado del tanque superior a 400 horas) que permite el control de la producción de electricidad.

Este es el gran interés de estas plantas, que pueden suministrar grandes cantidades de energía muy rápidamente y así absorber los picos de consumo (como en el clima muy frío experimentado recientemente en febrero de 2012). Hay 96 sitios.

Las estaciones de transferencia de energía bombeada (STEP) elevan el agua a un depósito (lago artificial) durante las horas de menor actividad para la turbina en los picos.

Sin embargo, la electricidad producida por las WWTP no se considera renovable ya que el aumento del agua antes de la operación de las WWTP consume electricidad.

 

 

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