Las energías renovablesson un tipo de energías derivadas de fuentes naturales (como la luz solar o el viento) que llegan a reponerse más rápido de lo que pueden consumirse. Esas fuentes abundan y se encuentran en cualquier entorno, define la Organización de las Naciones Unidas (ONU).
A través de su sitio web, el organismo internacional reconoce que el sector energético es, al mismo tiempo, la base en el problema del cambio climático y un factor fundamental para su solución.
Cómo la energía puede hacer frente al cambio climático
La producción de energía mediante la quema de combustibles fósiles(como el carbón, el petróleo y el gas) libera una gran cantidad de gases de efecto invernadero(GEI). Esos combustibles, subraya la ONU, son responsables de más del 75 % del total de emisiones de GEI y cerca del 90 % de todas las emisiones de dióxido de carbono (CO₂).
Por el contrario, la generación de energías renovables produce menos emisiones, por lo que la transición hacia su uso “resulta fundamental para abordar la crisis producida por el cambio climático”.
¿Es más costosa? 6 datos sobre la energía renovable
Solar, eólica, geotérmica e hidroeléctrica son solo algunos ejemplos de energías renovables. Conoce más datos sobre ellas, a continuación.
Dato 1: todos los países cuentan con fuentes de energías renovables cuyo potencial todavía no se ha aprovechado por completo, reconoce la Organización de las Naciones Unidas.
Dato 2: actualmente, las energías renovables representan la opción más asequible en la mayor parte del mundo, afirma la ONU. Según la entidad, los precios en tecnología para este sector van en disminución. “El coste de la electricidad proveniente de la energía solar cayó alrededor del 85 % entre los años 2010 y 2020 y los costes relacionados con la eólica con ubicaciones en tierra y en altamar bajaron cerca de un 56 % y un 48 %, respectivamente”.
Dato 3: en 2030, la electricidad generada a través de fuentes renovables podría aportar el 65 % de todo el suministro a escala mundial. El porcentaje podría escalar al 90 % para el año 2050, lo que supondría un recorte masivo de las emisiones de carbono y ayudaría a mitigar los efectos del cambio climático, según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA, por sus siglas en inglés).
Dato 4: el acceso a energía asequible, segura, sostenible y moderna, que se traduce en la posibilidad de cocinar con combustibles no contaminantes, mejorará la salud y el bienestar de las personas. Las renovables contribuirán a proteger a la población de riesgos medioambientales y sociales como la contaminación atmosférica, asegura la Organización Mundial de la Salud (OMS).
Según los cálculos de 2019 de la agencia sanitaria de las Naciones Unidas, cada año 3.2 millones de personas mueren prematuramente a causa de la contaminación del aire en espacios cerrados generada por el uso de combustibles y tecnologías contaminantes para cocinar.
Dato 5: si bien es cierto que la transición hacia emisiones netas cero conducirá a la pérdida de 5 millones de puestos laborales en el sector de la producción de combustibles fósiles, se estima que se generarán 14 millones de nuevos empleos en el suministro de energía para 2030. En efecto, se produciría una ganancia neta de 9 millones de puestos de trabajo.
Dato 6: muchos países necesitarán ayuda financiera y técnica para llevar a cabo la transición. Sin embargo, las inversiones en energías renovables tendrán su compensación, confirma la organización internacional. “Solo la reducción en contaminación y en el impacto negativo sobre el clima podría llegar a ahorrar al mundo hasta 4.2 trillones de dólares estadounidenses cada año en el año 2030”.
Las energías renovables son el único camino creíble si el mundo quiere evitar una catástrofe climática, sostuvo el Secretario General de la ONU, António Guterres, durante la Asamblea de la Agencia Internacional de Energías Renovables en 2023.
“Solo las energías renovables pueden salvaguardar nuestro futuro, cerrar la brecha de acceso a la energía, estabilizar los precios y garantizar la seguridad energética”, concluyó. (NG).
Los analistas del Bank of America dicen que la economía de hidrógeno podría generar 2,13 billones de euros para 2050, lo que beneficiará a los productores de energía renovable, a las compañías químicas y a las de electricidad y gas.
El hidrógeno, el elemento más abundante en el universo, atrae la atención desde hace tiempo como una herramienta para ayudar a los países y empresas a descarbonizarse, si bien muchos de sus beneficios no se han materializado aún.
Casi todo el hidrógeno sigue estando hecho de combustibles fósiles. Los vehículos con celdas de combustible de hidrógeno, que no generan emisiones, representa solamente una fracción del sector transporte.
Pero los analistas de Bank of America dicen que eso está a punto decambiar.
“Creemos que estamos llegando a un punto de aprovechar el elemento al 90%, de manera efectiva y económica”, según un informe del banco.
La economía de hidrógeno va camino de generar 2,13 billones de euros para 2050, según el banco, que cita al grupo industrial Hydrogen Council. La inversión indirecta de infraestructura total, incluido el equipo de células de combustible, podría ascender a 9,37 billones de euros para el mismo año.
El informe llama la atención sobre el “hidrógeno verde”, el producido con energía renovable, que se convertirá en un importante mercado mundial.
Las energías renovables baratas impulsarán el mercado de hidrógeno
El 99% del gas de hidrógeno se hace usando combustibles fósiles, en un proceso conocido como reformado con vapor de metano, que genera emisiones de carbono. Así que mientras el hidrógeno se usa comúnmente en industrias pesadas, como el refinamiento de petróleo y la fabricación de productos químicos, la mayor parte no se considera “limpio”.
El gas de hidrógeno también se puede producir por electrólisis — dejando caer moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno. Si la energía que alimenta esa reacción es renovable, se trata entonces de hidrógeno verde.
Los altos costes de la energía renovable ha sido un obstáculo durante mucho tiempo para la generación de hidrógeno verde asequible.
En el informe, los analistas de Bank of America dicen que la rápida caída de los costes de la energía limpia es uno de los 3 factores que han impulsado el hidrógeno. En los últimos 5 años, el coste de las renovables y de los electrolizadores se ha reducido a la mitad y se espera que caiga de nuevo entre el 60% y 90% antes de que termine la década.
Las mejoras en las tecnologías de células de combustible y electrolizadores también están haciendo que el hidrógeno crezca, debido a la atención internacional a la descarbonización, según el banco.
Los ganadores y los perdedores
Las compañías involucradas en el desarrollo de energía limpia, como la solar, así como la infraestructura de renovables, son las que más se van a beneficiar del boom del hidrógeno, según Bank of America.
Las empresas de gas y electricidad también están bien posicionadas para beneficiarse del crecimiento del hidrógeno. Las de gas, por ejemplo, pueden adaptar sus redes para transportar una mezcla de hidrógeno y gas natural, una combinación más limpia que puede utilizarse para calentar los hogares. Las compañías que produzcan los electrolizadores, las células de combustible y los gases industriales también se beneficiarán.
En cambio, se prevé las compañías que extraigan petróleo, gas y carbón sufran una caída en la demanda de sus productos, de acuerdo con el banco. Las grandes compañías de petróleo integradas, como BP y Shell, podrían aprovecharse de la subida en la demanda de hidrógeno generando gas a través de electrólisis y vendiéndolo a las estaciones.(TB).
El siguiente artículo explora las posibilidades que tienen las minas abandonadas de carbón para convertirse en fuentes de energía limpia que impulsen la transición energética basada en renovables.
La energía procedente del carbón se ha relacionado con el calentamiento global y la contaminación a nivel mundial. De hecho, se estima que el carbón contribuye al 25 % de los gases de efecto invernadero.
El uso de carbón tiene efectos ambientales negativos graves, desde las etapas de extracción y procesamiento hasta su transporte y combustión, lo que ha ocasionado altos niveles de contaminación. En octubre de 2017, un informe sobre el clima elaborado por un organismo de las Naciones Unidas especializado en meteorología indicó que los niveles de dióxido de carbono aumentaron a una “velocidad sin precedentes” con respecto a 2016.
Históricamente, y a nivel mundial, la minería del carbón contribuyó a la revolución industrial y fue determinante en el desarrollo de la sociedad moderna. Pero desde entonces se han cerrado muchas minas en el Reino Unido y en Europa.
En el Reino Unido, el cierre trajo consigo una época de dificultades económicas y desempleo en muchas comunidades, como se vio en las huelgas de mineros de los años 70 y 80, cuyas consecuencias quedaron reflejadas en la película Tocando al viento (Brassed Off, Mark Herman, 1996).
Pero ¿qué sucede en el interior de las minas de carbón cuando se cierran? Se produce un fenómeno sorprendente: la mayoría de las minas de carbón abandonadas empiezan a producir metano —denominado metano de las minas de carbón, que puede ser una fuente de energía limpia. Se puede usar para generar electricidad a través de motores de gas o, sometido a un tratamiento técnico, alimentar la red de distribución de gas. Sin embargo, con el tiempo, las minas empiezan a llenarse de agua y el metano desaparece casi por completo.
Galería de una mina de carbón. Author provided (No reuse)
Agua por todas partes
No obstante, esa situación crea otra oportunidad. Las minas de carbón históricas del Reino Unido tienen un espacio vacío residual de aproximadamente 1 000 millones de metros cúbicos. Cuando se inundan, se obtiene una cantidad de agua a temperatura estable que serviría para llenar 400 000 piscinas olímpicas, un volumen descomunal que puede emplearse para generar infraestructuras de calefacción y refrigeración eficientes y reducir las emisiones de carbono.
Pero ¿cómo hacerlo posible? Un análisis publicado recientemente por el equipo de la Nottingham Trent University lo explica. El agua en las minas de carbón se mantiene, por lo general, a una temperatura estable —normalmente entre los 12°C y los 20°C, según la ubicación—, lo que la hace idónea para calentar o refrigerar, tanto edificios como procesos industriales.
Imagen infrarroja que muestra el bombeo de agua caliente desde una mina inundada. Author provided (No reuse)
Hemos pasado varios años elaborando y ensayando una nueva tecnología. Para ello hemos utilizado dos sistemas, uno en Markham Vale y otro en el Museo Nacional de las Minas de Carbón de Inglaterra.Hemos descubierto que esta tecnología permite utilizar el agua de las minas para proporcionar energía verde y sostenible a los hogares y las empresas en el Reino Unido.
Oportunidades de aplicación
La tecnología, que se basa en el uso de bombas de calor alimentadas por agua, es sencilla y directa y funciona de manera similar a un frigorífico o un sistema de aire acondicionado. No produce ruido ni contaminación atmosférica y, además, es de tres a cuatro veces más eficiente que un calefactor eléctrico o una caldera de gas corriente.
Para entender cómo funcionan en general las bombas de calor, piense, por ejemplo, en el frigorífico de la cocina. Extrae el calor de los alimentos y las bebidas que hay en el interior y los desvía hacia el entorno circundante por medio de un condensador (que no es más que un radiador) colocado en la parte exterior. Nuestra tecnología emplea un sistema parecido, solo que, en este caso, extraemos el calor del agua que hay en la mina de carbón y lo usamos para calentar edificios.
En el Reino Unido, los programas que emplean la tecnología de extracción del carbón ya bombean cerca de 112 millones de megalitros de agua para fines ambientales. Por ejemplo, para evitar la contaminación del agua potable, las fuentes y los ríos. Esta nueva tecnología podría aprovechar el caudal, que se va a bombear de todos modos, y generar 63 megavatios de calor al año.
Pero existen obstáculos para su implantación. En concreto, la falta de inversión y la ausencia de organizaciones líderes que impulsen el proceso. Esto se debe, en parte, a que sigue siendo una tecnología poco conocida o poco comprendida por muchos inversores.
Además, falta un modelo claro a seguir en el Reino Unido a la hora de implantar nuevas tecnologías como la que aborda este artículo, no solo desde el punto de vista comercial, sino también contractual y jurídico. Por ejemplo, la mayoría de los constructores de viviendas del Reino Unido y Europa prefieren utilizar tecnologías ya conocidas, como las calderas de gas o los calefactores eléctricos, incluso en zonas donde hay minas de carbón. Para que estas nuevas tecnologías ecológicas tengan éxito, es necesario poner en práctica estrategias amplias que logren convencer a los constructores y a la sociedad.
Dificultades para su desarrollo
Esta tecnología puede integrarse con otros métodos de calefacción y, en muchos casos, la infraestructura existente en los edificios se puede usar para implantarla. Asimismo, puede contribuir a reducir las emisiones de carbono y el consumo de energía y, de ese modo, reforzar el cumplimiento de la Directiva de eficiencia energética de la Unión Europea y el Reglamento del plan de oportunidades de ahorro energético (ESOS) del Reino Unido.
Asturias, un buen ejemplo
En España, las principales regiones mineras del norte son Asturias, Aragón y Castilla y León. Según Reuters, en 2016 se planificó el cierre de 26 minas de carbón no competitivas. Con apoyo financiero de Bruselas, el objetivo era que la operación concluyera como muy tarde a finales de 2018, de conformidad con la reglamentación de la Unión Europea relativa al cierre de minas no rentables.
Con el fin de que las minas de carbón cerradas se conviertan en un activo y no una carga, y de apoyar el desarrollo ambiental y económico, investigadores españoles han trabajado activamente para estudiar el modo de aprovechar las minas cerradas.
De acuerdo con estos expertos, las galerías inundadas de la explotación minera de Barredo-Figaredo se pueden usar como embalses que, tras un tratamiento adecuado, podrían abastecer de agua a más de 39 000 personas. Pero, sobre todo, el agua se puede utilizar en sistemas de calefacción y refrigeración.
Los investigadores también estiman que la transferencia de esta tecnología al resto de las minas del área central de Asturias podría representar una capacidad de suministro de unos 260 gigavatios/hora al año, lo que conllevaría una importante reducción de las emisiones de carbono.
Actualmente, el Hospital Vital Álvarez Buylla de Mieres (también en Asturias) está implantando sistemas de calefacción y refrigeración que utilizan el agua procedente del sistema de las minas de Barredo-Santa Bárbara a través del pozo Barredo.
También se aprovecha la misma fuente de agua para la calefacción de uno de los edificios de la Universidad de Oviedo, en el campus universitario de Mieres, con unos 3,5 megavatios de calor. El sistema se ha diseñado para un funcionamiento continuado, y equivale a la combustión de más de 12 000 toneladas de carbón al año, un ahorro que permite evitar más de 10 000 toneladas de emisiones de dióxido de carbono.
Sistema de bombeo y conducción de agua de la mina en Mieres.
Amin Al-Habaibeh, Author provided
Bombas e intercambiadores de calor en el pozo Barredo.
Amin Al-Habaibeh, Author provided
He tenido la oportunidad de visitar las instalaciones durante la ejecución de un proyecto Europeo conjunto llevado a cabo con asociados del mundo académicoy de la industria. El centro hospitalario de Mieres, en Asturias, es una de las infraestructuras más grandes de energía geotérmica de España y uno de los ejemplos que mejor ilustran la implantación de esta tecnología en Europa.
Plano de la conducción desde el Pozo Barredo hasta el Hospital Álvarez-Buylla de Mieres (Asturias).
Cátedra Hunosa de la Universidad de Oviedo L.M. Lara, I. G. Colinas, M.T Mallada, A.E. Hernández-Battez, J.L. Viesca
El agua del pozo Barredo se bombea a través de intercambiadores de calor en un sistema de circuito abierto. El calor se transfiere, a través de un sistema de circuito cerrado de unos 2km de longitud, a las instalaciones del hospital, donde la tecnología de bombeo de calor se utiliza en los sistemas de calefacción y refrigeración.
Nuestra investigación muestra que esta tecnología podría dar a las minas de carbón abandonadas del mundo un nuevo impulso ecológico. Sería un legado extraordinario para el sector.
Amin Al-Habaibeh, Professor of Intelligent Engineering Systems, Nottingham Trent University.(TB).
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