En Estado Crudo
La construcción de un planeta más sostenible pasa ineludiblemente por una transición energética mundial hacia energías renovables, sostenibles y cada vez más limpias. La necesidad apremiante de reducir los niveles de emisiones de dióxido de carbono y de otros gases de efecto invernadero obligan a ello. Solo así podremos paliar el calentamiento global del planeta y el cambio climático, con todos los males que estos traen consigo. Por ello, hoy queremos acercarnos a los conceptos de fuentes de energía renovables y fuentes de energía no renovables, para entender qué son, cuáles son sus principales diferencias y qué ventajas e inconvenientes presenta la utilización de cada una de ellas.
Fuentes de energía renovables y fuentes de energía no renovables: principales diferencias
Todas las actividades humanas llevan asociado un consumo de energía, desde las más básicas, como los procesos vitales y fisiológicos, hasta las más complejas, como las actividades industriales. Estas últimas, las actividades técnicamente más avanzadas, consumen una gran cantidad de recursos energéticos: el funcionamiento de fábricas y maquinaria industrial, el desarrollo de la vida en las ciudades, la climatización de hogares y lugares de trabajo, la automoción y los grandes medios de transporte, etc. De la forma en la que obtengamos esta energía, del origen de la misma y de la naturaleza de la fuente energética, dependerá el que podamos clasificarlas como renovables o no renovables.
Las fuentes de energía renovables son aquellas que están presentes en el planeta de forma natural y son renovadas de manera constante por el mero funcionamiento de los procesos físicos a los que se ve sometida la Tierra. Los ejemplos más recurrentes de este tipo de fuentes renovables son el viento, la luz del sol o el movimiento de corrientes de agua. Este tipo de fuentes de energía han sido aprovechadas por el hombre desde hace miles de años. Pensemos, por ejemplo, en el aprovechamiento de la fuerza del viento como fuerza motriz de embarcaciones de vela, o la instalación de molinos de agua en el curso de ríos y arroyos. El desarrollo tecnológico de los últimos tiempos, sobre todo durante los siglos XX y XXI, nos han permitido desarrollar nuevas formas de aprovechamiento de estas fuentes de energía, en la mayor parte de los casos a través del uso de sistemas generadores eléctricos capaces de transformar la energía del movimiento del agua y del viento, o las radiaciones solares, en energía eléctrica.
Las principal característica de las fuentes de energía renovables es que son ilimitadas, ya que como su propio nombre indica, se van renovando de forma natural. En la mayor parte de los casos, esto implica también que sean fuentes de energía gratuitas, accesibles y más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente que las fuentes de energía no renovables. Aunque como veremos más adelante, de los mecanismos que se empleen para aprovechar estas fuentes de energía renovables dependerá el grado de sostenibilidad que nos ofrezcan.
Las fuentes de energía no renovables, por su parte, dependen del aprovechamiento energético que brindan algunos recursos naturales limitados. Los ejemplos más importantes de este tipo de energías son los de los principales combustibles fósiles: el petróleo, el carbón y el gas natural. Estas fuentes de energía no renovables se basan en el uso de recursos finitos, por lo que a medida que se van consumiendo estos recursos, cada vez son más escasos y más complicados de obtener. Asimismo, la explotación y procesamiento de estos combustibles lleva asociadas prácticas muy contaminantes y que representan un alto impacto ambiental: la minería, la industria petrolífera o la propia combustión de los combustibles fósiles, responsable de la emisión a la atmósfera de grandes cantidades de gases de efecto invernadero, son claros ejemplos de ello. Sin embargo, estas siguen siendo las fuentes de energía más utilizadas por el ser humano desde la Revolución Industrial (1760-1840) y hasta nuestros días, lo que pone de manifiesto la necesidad de acelerar la transición hacia un modelo energético no dependiente de los combustibles fósiles, ni de otras fuentes de energía altamente contaminantes.
Para entender un poco mejor las diferencias que hay entre las fuentes de energía renovables y las fuentes de energía no renovables vamos a conocer algunos ejemplos de las fuentes de energía de uso más habitual en la actualidad. Veremos en qué consiste el aprovechamiento de cada una de estas fuentes de energía y las ventajas e inconvenientes que presenta cada una de ellas desde el punto de vista de la sostenibilidad. También veremos cuáles de ellas son fuentes de energía limpias o fuentes de energía verdes, es decir, fuentes de energía cuya explotación y aprovechamiento no conlleva contaminación medioambiental ni emisiones de gases de efecto invernadero. Un factor muy a tener en cuenta, ya que como vamos a poder constatar, no todas las fuentes de energía renovables van a ser necesariamente limpias.
Ejemplos de fuentes de energía renovables: ventajas e inconvenientes
Energía solar
La energía solar se basa en el aprovechamiento de la radiación electromagnética solar que alcanza la superficie del planeta, bien como energía calorífica, cuando se emplea la energía solar térmica para calentar agua y otros fluidos que permiten emplear ese calor para diferentes fines; o como energía eléctrica, a través del uso de paneles fotovoltaicos que permiten convertir la radiación solar en energía eléctrica. La energía solar es una fuente de energía renovable y también limpia, ya que la fuente de energía es virtualmente inagotable (mientras el sol siga emitiendo luz) y su generación está libre de emisiones de gases y no genera residuos, siendo estas dos sus principales ventajas. Además, la energía solar permite el autoconsumo en edificios y hogares, lo que favorece la independencia energética. Por otro lado es un tipo de energía accesible en casi cualquier parte del planeta, ya que la irradiación solar sobre la superficie terrestre es más o menos regular.
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Entre las desventajas que plantea la energía solar están el impacto ambiental (existente, aunque bastante bajo) y visual que producen los campos de paneles solares, que necesitan de grandes extensiones de terreno o de agua; o la dependencia de la climatología local a la hora de generar electricidad, lo que hace necesario el uso de sistemas de almacenamiento de energía, a menudo caros y basados en el uso de sustancias químicas muy contaminantes.
Aún con todo, podemos considerar la solar como una de las fuentes de energía renovables más limpias y sostenibles, ya que los avances tecnológicos constantes en esta materia cada vez ofrecen sistemas más eficientes. Además siempre puede volcarse la energía generada a la red eléctrica, minimizando la necesidad del uso de almacenadores.
Además de la energía solar térmica y de la energía solar fotovoltaica, también podemos hablar de la energía solar pasiva, que es la que aprovecha el calor y la luz del sol para optimizar la iluminación y climatización de viviendas y otras edificaciones.
Energía hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica se basa en la generación de electricidad mediante el uso de turbinas que aprovechan la energía cinética del agua en movimiento. Pasamos de energía cinética a energía mecánica, y de energía mecánica a energía eléctrica. Al aprovechar las corrientes producidas por el ciclo natural del agua, estamos ante una fuente de energía ilimitada y limpia, ya que no genera ni contaminación ni residuos. Un tipo de energía capaz de generar grandes cantidades de potencia eléctrica y que, no en vano, supone aproximadamente el 15 % de la producción eléctrica de nuestro país. Este tipo de energía se genera normalmente en centrales hidroeléctricas que suelen aprovechar grandes saltos de agua, sobre todo presas y embalses. Esto representa ciertas ventajas y desventajas: por un lado permite producir electricidad bajo demanda, gestionando el caudal de las presas y embalses; por otro, este tipo de estructuras suponen un gran impacto ambiental para los ecosistemas naturales.
Energía eólica
La energía eólica es otra de las grandes fuentes de energía renovables que podemos considerar a su vez 100 % limpias y es una de las más empleadas en España para la producción de electricidad. La energía eólica se basa en el uso de aerogeneradores que aprovechan el movimiento del viento para generar energía mecánica (a través del movimiento de sus aspas), que se transforma a su vez en energía eléctrica. Estos aerogeneradores suelen instalarse en grandes extensiones de superficie, tanto en tierra firme (lo más habitual), como en mares, embalses y pantanos. Se trata de una fuente de energía ilimitada y su mantenimiento es barato. Entre sus desventajas en materia de sostenibilidad: la necesidad de modificar los ecosistemas y paisajes naturales para la instalación de los aerogeneradores y la dependencia de una fuente de energía irregular como es el viento.
Energía mareomotriz
La energía mareomotriz puede ser considerada también una forma de energía hidroeléctrica, ya que se vale del movimiento de grandes masas de agua para generar electricidad. Sin embargo, a diferencia de las centrales hidroeléctricas convencionales que suelen instalarse en el curso de ríos, presas y embalses, la energía mareomotriz produce electricidad gracias al movimiento de las mareas. Así pues, hablamos de otra fuente de energía ilimitada y limpia, ya que la producción eléctrica no conlleva emisiones de gases contaminantes o generación de residuos. Muy similar a la energía mareomotriz es la energía undimotriz. En este caso, en lugar de aprovecharse el movimiento de las mareas para generar electricidad, lo que se hace es aprovechar el movimiento de las olas del mar. También podemos de hablar de otros dos tipos de formas de generación de energía eléctrica basadas en los movimientos de corrientes de aguas marinas: la energía maremotérmica, que aprovecha el movimiento generado por el contacto de aguas frías profundas con aguas superficiales más cálidas y su consecuente diferencia de presión; o la energía mareomotriz osmótica, que aprovecha, a su vez, los cambios de presión generados por choques de masas de agua de diferente concentración salina (por ejemplo, entre el agua del río y el agua del mar en las desembocaduras). Las principales ventajas de todos estos tipos de fuentes de energía basados en el movimiento de los mares es que son fuentes de energía inagotables, limpias y regulares, ocupando además pocas extensiones de superficie. La contrapartida de estas fuentes de energía mareomotrices es que suponen una importante intromisión en los ecosistemas marinos, precisamente en zonas costeras y en aguas de poca profundidad, especialmente importantes por la gran biodiversidad de los ecosistemas que se desarrollan en estas áreas. Además requieren de una gran inversión para su implantación y mantenimiento, por lo que la producción de electricidad resulta menos competitiva en términos económicos.
Energía geotérmica
La energía geotérmica se basa en la utilización del calor latente en la corteza terrestre para el calentamiento de agua o de otros fluidos. Estos fluidos se hacen circular a través de yacimientos subterráneos en capas de diferentes composiciones, a menudo de origen volcánico, que pueden alcanzar temperaturas de hasta 100 y 150 grados centígrados. Una vez calentados los fluidos, estos se utilizan generalmente para mover turbinas generadoras de electricidad. Al aprovechar el calor procedente del interior del planeta, la energía geotérmica puede considerarse renovable e ilimitada, siendo además un tipo de energía barata. Además, su producción supone un riesgo muy bajo para el medio ambiente. Sin embargo, no puede considerarse una energía renovable 100 % limpia, ya que al hacer circular líquidos a muy bajas profundidades en el subsuelo a menudo se pueden hacer aflorar a la superficie algunos compuestos tóxicos. Así pues, la energía geotérmica conlleva un cierto grado de contaminación y de generación de residuos, por lo que su impacto ambiental puede llegar a ser importante.
Biomasa
La biomasa es una fuente de energía renovable muy heterogénea que implica la utilización de materia orgánica, normalmente de origen vegetal y animal, para la producción de energía. Hasta la llegada de la Revolución Industrial, supuso la fuente de energía más importante para el ser humano. Para el aprovechamiento energético de la biomasa, lo más habitual es que se empleen los procesos biológicos de ciertos microorganismos que permiten, gracias a su metabolismo, la biodegradación de la materia orgánica en atmósferas anaeróbicas. Como producto de estos procesos se obtienen diferentes compuestos que contienen grandes cantidades de energía.
Según la forma en la que aprovechemos esta energía, el uso de la biomasa como fuente de energía será más o menos contaminante y sostenible. Así, podemos hablar de fuentes de biomasa naturales, cuando estas se producen sin la necesidad de la acción humana, como por ejemplo la madera de los bosques; de fuentes de biomasa residuales, derivadas de las actividades humanas, como los residuos orgánicos generados en las ciudades o como subproducto de actividades industriales, agrícolas y ganaderas; o fuentes de biomasa producidas, cuando por ejemplo se cultiva una plantación determinada con el único objetivo de su explotación energética.
En todos los casos, el ritmo de producción de la biomasa es suficientemente rápido como para satisfacer su demanda de consumo, por lo que pueden considerarse fuentes de energía renovables. Sin embargo, la extracción y el aprovechamiento de la energía a partir de la biomasa puede conllevar la emisión de gases de efecto invernadero y la generación de residuos contaminantes, por lo que, aunque representen alternativas energéticas más sostenibles al uso de las fuentes de energía convencionales (las no renovables), no pueden considerarse energías 100 % limpias o energías verdes.
En la mayoría de los casos el uso de la biomasa como fuente de energía no es 100 % limpio por la necesidad de involucrar la combustión en el aprovechamiento de la energía. Bien en forma de combustión directa de la biomasa, bien a través de la obtención de productos combustibles a partir de la biomasa: en forma de biogases, como el metano; o de biocombustibles, como el bioetanol o el biodiesel.
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Ejemplos de fuentes de energía no renovables
Carbón
El carbón es una de las principales fuentes de energía no renovables más utilizadas por los seres humanos desde la Revolución Industrial. Se trata de un combustible fósil, originado a partir de residuos orgánicos animales y vegetales sometidos a cambios físicos, principalmente de presión y temperatura, durante millones de años. Así pues, aunque teóricamente el carbón y el resto de combustibles fósiles se van renovando de forma natural con el paso del tiempo, esto sucede en una escala temporal geológica, por lo que en la práctica son recursos energéticos limitados que terminarán por agotarse antes o después, ya que su ritmo de consumo es infinitamente superior al ritmo de generación natural.
Para aprovechar el carbón como fuente de energía este debe ser extraído de la corteza terrestre a través de la minería, para después ser quemado de forma directa para la obtención de calor, o en centrales termoeléctricas, para producir electricidad. Ambas prácticas, minería y combustión, son incompatibles con la sostenibilidad del planeta, altamente contaminantes y de altísimo impacto ambiental.
Petróleo
El origen de la formación del petróleo es muy similar al de la formación del carbón, requiriendo de grandes cambios de temperatura y de presión y del paso de millones de años. En este caso, lo que se obtiene es una mezcla más o menos líquida de hidrocarburos, que pueden aprovecharse para la obtención de energía a través de la combustión. Tanto la industria de la obtención del petróleo y de su refinamiento, así como su combustión para la generación de energía, como la producción de plásticos y otros derivados, suponen algunas de las actividades humanas más contaminantes e insostenibles. La industria, la automoción, el transporte y el uso de combustibles para alimentar sistemas de calefacción son algunas de las actividades más dependientes del petróleo como fuente de energía, por lo que adoptar otras fuentes de energía alternativas para estas actividades es especialmente urgente. Por si los perjuicios medioambientales del uso del petróleo como fuente de energía no fuesen suficientes para dejarlo de lado, a estos perjuicios debemos añadir todos los conflictos geopolíticos que la lucha por este recurso limitado ha generado en todo el planeta durante los últimos siglos.
Gas natural
El gas natural es otro tipo de combustible fósil que se extrae bien a partir del refinamiento del petróleo, o bien de la perforación de bolsas de gas presentes en el subsuelo de la corteza terrestre y bajo los fondos marinos. Al igual que en el caso del carbón y del petróleo, la obtención de gas natural origina grandes impactos medioambientales y su aprovechamiento energético nos lleva de nuevo a la combustión. Una vez más, la emisión de grandes cantidades de CO2, así como de otros gases de efecto invernadero y gases tóxicos son el subproducto de la utilización de esta energía no renovable y altamente contaminante.
Energía nuclear
La energía nuclear se basa en la fisión de isótopos de elementos radioactivos como el uranio y el plutonio. Esta fisión atómica origina una reacción en cadena que produce grandes cantidades de energía de una forma extraordinariamente eficiente y barata. Estas reacciones se llevan a cabo en las centrales nucleares, que suelen emplear el calor producido por las reacciones de fisión para calentar agua y otros fluidos, lo que permite canalizar este agua a través de turbinas generadoras de electricidad. El subproducto de estas reacciones físicas suele ser únicamente vapor de agua. ¿Podemos considerar entonces la energía nuclear como una energía limpia? No. El principal problema que plantea este tipo de energía no es la emisión de gases, sino la generación de residuos radiactivos altamente contaminantes y cuya actividad permanece durante millones de años. Unos residuos que sencillamente no tenemos capacidad, ni científica ni técnica, para gestionar adecuadamente en la actualidad. Por ello, la dependencia de la energía nuclear supone hipotecar el futuro ecológico de todas las generaciones venideras. Por último, aunque la eficiencia de la energía nuclear es tal que, usando solo los yacimientos de uranio y plutonio disponibles hoy, podríamos satisfacer la demanda energética actual del planeta durante miles de años, lo cierto es que estos recursos no dejan de ser limitados.
Ahora ya conocemos las principales fuentes de energía renovables y no renovables más habituales. También las ventajas e inconvenientes asociadas al uso de cada una de ellas. Un conocimiento muy necesario a la hora de entender por qué debemos acometer con decisión una transformación total de nuestro modelo energético. Solo así podremos reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles y tener un futuro más sostenible.
