¿Cuál es la energía del futuro?
"Impensable: ¿Realmente no hay otra opción?"
El debate actual sobre el cambio climático es intenso y la causa fundamental es la complacencia y la falta de previsión sobre el futuro. "Ahorrar energía" es un buen lema para la protección del medio ambiente, pero no ayuda. A menos que la economía deje de crecer en este momento, si no es así (y es poco probable), incluso los medios más "eficaces" sólo proporcionarán un alivio temporal, y no importa cuánto se ahorre, pronto será absorbido por mayor consumo de energía per cápita. Incluso si la gente vive como ascetas, esta es una práctica nueva. Los ambientalistas lamentan que su visión pesimista parezca hacerse realidad. Los precios del petróleo han superado los máximos históricos y las reservas de petróleo se están agotando. Cuando ya no sean rumores y susurros, la gente tendrá motivos para creer que el fin del mundo no está realmente lejos... Pero no todo el mundo es tan pesimista. A los ojos de físicos, biólogos e ingenieros, otro mundo está tomando forma. Como lo describe este libro, ya se están elaborando planes para el fin de la economía de los combustibles fósiles y no habrá una transición muy dolorosa. Los defensores de las nuevas energías no asustan a la gente, sino que la inducen a imaginar un mundo igualmente cómodo o incluso mejor de lo imaginado.
La energía alternativa puede sonar a escapismo. Parece que ni la energía eólica ni la solar pueden proporcionar suficiente energía para nuestro mundo ocupado y egocéntrico como las calderas y turbinas de vapor actuales. Los coches que funcionan con baterías pueden parecer un poco raros, como camiones de leche y muy lejos de los famosos coches deportivos, pero los defensores de nuevas fuentes de energía alternativas hablan en serio. Aunque mucha gente lo valora por su valor de protección del medio ambiente, la mayoría lo hace por dinero.
Así que no importa cuál sea el sustituto, debe ser barato (al menos no tan caro como lo es ahora) y fácil de usar (al menos no tan difícil como lo es ahora). Para las alternativas al petróleo, el precio de repente ya no es un problema. En el sector de las energías alternativas del futuro, los biocombustibles o las baterías serán más competitivos que el petróleo actual. Por supuesto, los precios actuales del petróleo no son inamovibles y los precios del petróleo pueden caer. Pero a medida que mejoren los cultivos, las técnicas de fabricación, los procesos de producción y la eficiencia de la combustión, los precios de los biocombustibles caerán. Al mismo tiempo, la electricidad será más barata que la gasolina en el futuro previsible. Los coches eléctricos del futuro podrán enchufarse a una toma de corriente para cargarse, tal como se repostan hoy en un surtidor de gasolina. Los nuevos modelos anunciados recientemente por la japonesa Honda siguen siendo automóviles propulsados por pilas de combustible de hidrógeno y los automóviles con batería no requieren nuevos canales para transportar energía. Una vez ajustada y optimizada la red eléctrica existente, se puede mejorar la eficiencia de la producción de energía de la central, de modo que la infraestructura sea suficiente. La clave es qué utilizar para generar electricidad. Otras dos fuentes de energía parecen ser alternativas más adecuadas. La energía eólica ha alcanzado al gas natural, cuyos precios han aumentado junto con el precio del petróleo, mientras que la energía eólica se está acercando al precio del carbón, con la energía solar sólo unos años por detrás. La mayoría de los sistemas modernos ya reconocen el precio de la energía eólica. De hecho, ambas industrias tienen tanto éxito que la industria manufacturera no puede seguir el ritmo del desarrollo. De hecho, sus precios no deberían ser así. Simplemente se ven obligados a aumentar los precios debido al cuello de botella de una oferta insuficiente. El carbón es el combustible más barato para la generación de energía, pero el dióxido de carbono que produce cuando se quema tiene un enorme impacto en el clima, obligando a la gente a pagar un precio enorme por el cambio climático. Si se le impone un impuesto especial, se ayudará al desarrollo de fuentes de energía alternativas. Sin embargo, incluso sin ese impuesto, algunos empresarios ambiciosos ya están discutiendo el uso de fuentes de energía alternativas que sean más baratas que el carbón.
Poder y gloria
Es probable que el desarrollo tecnológico futuro dependa principalmente de fuentes de energía alternativas. Todo el mundo necesita un mercado próspero, y los mercados más prósperos dependen de los resultados de la innovación tecnológica. Algunos de los empresarios más aventureros del mundo se beneficiaron de la proliferación de las computadoras en los años 1980, de Internet en los años 1990 y de los avances en la nanotecnología y la biotecnología a principios del siglo XX. Actualmente, buscan la próxima gran área de desarrollo tecnológico. Creen que han encontrado el campo: la energía.
Muchos auges anteriores se beneficiaron de la energía: las máquinas de vapor alimentadas con carbón, los motores de combustión interna alimentados con petróleo, el gran desarrollo de la electricidad e incluso la explosión de los viajes aéreos. Sin embargo, no ha habido avances importantes en el auge relacionado con la energía en las últimas décadas. El carbón es barato y también lo es el gas natural. Excepto en los años 1970, el petróleo era barato. Una verdadera novedad es la llegada de la energía nuclear, donde la presión para la reforma se ha reducido al mínimo. En dos años todo ha cambiado. El petróleo ya no es barato: ha alcanzado máximos históricos.
Composición energética
La gente está prestando cada vez más atención a este tema: con el continuo aumento del consumo, el pico de suministro de petróleo puede llegar pronto y los recursos petroleros existentes se agotarán. Se agotarán y será difícil encontrar nuevos recursos de petróleo y gas. La gente se centra cada vez más en el combustible de los tanques de sus coches en lugar de sacar más petróleo del suelo. Este parece ser un comportamiento económico casi fanático.
Actualmente, las baterías de los automóviles no se consideran un sustituto de los depósitos de combustible de los automóviles. El aumento simultáneo de los precios del gas natural y del petróleo también ha provocado un aumento de los precios de la electricidad. En comparación, la energía eólica y solar no son caras. De hecho, el carbón sigue siendo barato y es el combustible preferido para las centrales eléctricas industriales en Asia. Los países ricos, sin embargo, ven el problema desde una perspectiva diferente. En teoría, todavía quedan muchas centrales eléctricas de carbón esperando a ser construidas en Estados Unidos. Sin embargo, en los últimos 15 años sólo se han construido unas pocas plantas de este tipo y un número importante de proyectos pendientes se han retrasado o cancelado. Las principales razones son las siguientes.
En primer lugar, Estados Unidos construyó un gran número de fábricas. En segundo lugar, a las compañías eléctricas estadounidenses les preocupa tener que pagar pronto tasas especiales de contaminación por las emisiones de dióxido de carbono. Otros países ricos ya han comenzado a implementar esta medida. La gente invirtió mucho dinero en centrales eléctricas alimentadas con gas, pero rápidamente se vio atrapada por el aumento de los precios. La gente no quiere volver a cometer el mismo error. La energía eólica y la energía solar se enfrentan a un enorme déficit de financiación y a oportunidades de desarrollo sin precedentes. Se conocen los precios futuros de estas energías de recurso nulo. Incluso cuando la inversión en parques eólicos y solares supera a las plantas de energía alimentadas con carbón, el valor económico de los primeros sigue siendo difícil de juzgar. Las perspectivas de desarrollo a gran escala de la energía eólica y solar aún no están claras y la comprensión que la gente tiene de ellas puede cambiar. En tiempos de recesión económica, el calentamiento global es un fenómeno en el que la temperatura promedio del aire y el agua del mar en la superficie de la Tierra ha aumentado desde el siglo XX, y la temperatura de la Tierra sigue aumentando. En los 100 años transcurridos desde finales de 2005, la temperatura superficial promedio global ha aumentado en 0,74 ± 0,18 °C (1,33 ± 0,32 °F). El Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) de las Naciones Unidas concluyó: “La gran mayoría de los aumentos observados en la temperatura promedio global desde mediados del siglo XX probablemente sean causados por aumentos antropogénicos en las concentraciones de gases de efecto invernadero”. las consecuencias del efecto invernadero. Desde el período preindustrial hasta 1950, es posible que fenómenos naturales como los cambios solares y la actividad volcánica no hayan tenido un impacto significativo en el calentamiento global. Antes de 1950, las temperaturas globales descendieron ligeramente. Estas conclusiones básicas han sido respaldadas por al menos 30 grupos científicos e instituciones académicas, incluidas instituciones nacionales de investigación científica de los principales países industrializados. (Este es un fenómeno a largo plazo) es posible que la mayoría de las personas no lo noten. Los altos precios del petróleo pueden caer a medida que los nuevos recursos de petróleo y gas satisfagan la creciente demanda de Asia. Pero es posible que estas razones no desaparezcan por completo.
“Si los gobiernos hostiles pueden cambiar pacíficamente y los recursos se diversifican más, el suministro de energía humana estará garantizado”.
Si el petróleo significa que se puede obtener de la tierra a un precio muy bajo, el tradicional recursos que se explotan, entonces el pico del petróleo se refiere al momento en que la extracción mundial de petróleo alcanza su máximo. Después de este momento, la producción de petróleo ha entrado en la etapa final de declive. El concepto se basa en factores de recuperación de pozos individuales. La capacidad total de producción de un pozo aumenta hasta alcanzar un pico y luego comienza a disminuir, a menudo con bastante rapidez, hasta que se agota el campo. Este concepto se puede utilizar para resumir la productividad interna de un país y analizar la recuperación mundial del petróleo. Es importante señalar que el pico del petróleo no significa que el petróleo se esté agotando, sino más bien que la recuperación del petróleo alcanza su punto máximo y luego disminuye. Puede que llegue pronto. También hay abundantes otros tipos de recursos de petróleo y gas en la naturaleza (como arenas bituminosas), por lo que los recursos de petróleo y gas no se agotarán en mucho tiempo. Pero será más caro de producir y los costos de producción futuros serán más altos que los costos actuales. Además, cualquier riesgo político pondrá en peligro la seguridad del petróleo, porque los riesgos políticos a menudo están relacionados con los gobiernos, por la sencilla razón de que la existencia de recursos petroleros también puede conducir a la corrupción en los gobiernos, y los gobiernos simplemente no pueden controlar el comportamiento de sus políticos. .
El mercado energético es enorme. La población mundial consume actualmente aproximadamente 15 teravatios de energía al año (1 teravatio equivale a 1 billón de vatios). A través de la transformación comercial, un año equivale a una décima parte de la producción económica mundial. Para 2050, el consumo mundial de electricidad podría alcanzar los 30 teravatios. Si se materializa, y actualmente es dominante, especialmente en aquellos mercados energéticos que dependen de la tecnología de la información, alcanzará casi 100 mil millones de dólares estadounidenses. La continua actualización de nuevas tecnologías crea un efecto revolucionario que obliga a las personas a reemplazar los equipos existentes. Sin embargo, la construcción de parques eólicos no requiere necesariamente el cierre de las centrales eléctricas alimentadas con carbón. Por las dos razones mencionadas anteriormente, la transición de una economía basada en combustibles fósiles a otra basada en energías renovables, es decir, hacia la energía verde, probablemente sea un proceso lento. No ha cambiado mucho en este sentido en el pasado. Por otro lado, desde la perspectiva de la escala de oferta del mercado, las oportunidades para las fuentes de energía alternativas las sitúan al borde de la transformación y paulatinamente se convierten en tendencia, al igual que el uso de la energía eólica. Algunas tecnologías energéticas tienen potencial para la innovación y los avances. Por ejemplo, un coche "enchufable" puede funcionar con electricidad y costar el equivalente a 25 céntimos por litro de gasolina. Sin embargo, esto podría tener implicaciones para las industrias del petróleo, la fabricación de automóviles y la energía.
En las últimas décadas, la innovación tecnológica ha brindado oportunidades favorables para el desarrollo de la industria energética. De hecho, en el campo de la energía, la biotecnología y la nanotecnología no se desarrollarán mucho, principalmente porque sus aplicaciones industriales también promoverán su desarrollo. Al mismo tiempo, estas tecnologías también recuperarán su brillo y producirán muchas tecnologías nuevas. No hay muchos avances en nuevas tecnologías energéticas. El inventor Elon Musk codesarrolló un automóvil deportivo que funciona con baterías. Los fundadores de Google, Larry Page y Sergey Brin, lanzaron un proyecto llamado "Google.Org" para encontrar una manera de hacer que la energía renovable sea realmente más barata que el carbón.
Este interés por las energías renovables en el sector energético está generando una avalancha de nuevas ideas, algunas prometedoras y otras extrañas, que recuerdan la era del boom de las puntocom. Con este gran auge, la mayoría de estas ideas se volverán irrelevantes. Sin embargo, entre ellas puede haber empresas de éxito como Paypal, Google o Sun. Algunas empresas más tradicionales también están atrayendo interés. General Electric Company (GE), la empresa de ingeniería más grande de Estados Unidos, también desarrolla vigorosamente tecnología de turbinas eólicas y participa activamente en su negocio de desarrollo y utilización de energía solar. Los investigadores de energía del Laboratorio Schenectady en Nueva York, EE.UU., disfrutan plenamente del ambiente científico y democrático de su propia empresa y sus fondos para investigación son muy suficientes.
Al mismo tiempo, BP y Shell se están convirtiendo en líderes en aprendizaje e innovación. Algunas empresas prometedoras, como DuPont (una de las mayores petroquímicas del mundo), también están invirtiendo en el desarrollo y utilización de energías renovables. Por supuesto, no todas las empresas invierten en este tipo de trabajos de investigación y desarrollo. Exxon-Mobile, la compañía petrolera privada más grande del mundo, no ha participado en este tipo de investigación y desarrollo. Sin embargo, es imposible desarrollar una gran cantidad de recursos renovables sin ser criticado por los ambientalistas. Algunos se quejan de que gran parte de la energía renovable existente sólo puede aprovecharse mediante subsidios adicionales u otras formas de tratamiento especial. A primera vista, esta afirmación parece seria. Pero un análisis en profundidad muestra que toda la energía de la Tierra sólo puede obtenerse mediante "subsidios", ya sean abiertos o encubiertos, y sus costos de extracción no son los mismos. Por ello, la gente busca generar electricidad a partir de fuentes de energía renovables, como las turbinas eólicas, que son las áreas de aplicación de esta fuente de energía renovable. Los cielos nublados en Alemania, la industria solar en funcionamiento y las plantas de etanol a base de maíz utilizadas por los estadounidenses son ejemplos de utilización de recursos renovables. Por supuesto, el etanol a base de azúcar que utilizan los brasileños es mucho más barato. Aunque este tipo de generación de energía con combustibles no fósiles ya representa una cierta proporción en la producción de electricidad, parece que esta tecnología especial de generación de energía aún no ha formado un gran clima y solo se encuentran en la etapa de exhibir inventos innovadores en el mercado. .
Si el mundo fuera racional, todas estas restricciones a la energía serían eliminadas y reemplazadas por impuestos apropiados al carbono, como está sucediendo ahora en Europa. Según las recomendaciones de la denuncia británica ante el IPCC, el precio comercial de la energía eólica ha entrado en el sistema de comercio de derechos de emisión y límites máximos. Si la actual generación de energía eólica ya es competitiva con los combustibles fósiles, entonces el gran desarrollo de otros recursos renovables no está lejos. Desafortunadamente, este enfoque particular de sustitución de recursos puede ser bastante bueno, pero tales ajustes requieren técnicas especiales. No les gustan los excesos llamativos y no pueden darse por vencidos cuando no es necesario.
El mundo árido se vuelve más verde. Al menos eso es lo que piensan los países ricos. Aunque algunos políticos y empresarios occidentales lo nieguen, los países pobres y en rápido desarrollo han prestado cada vez más atención al desarrollo y utilización de energías renovables. El hecho es que China está construyendo centrales eléctricas alimentadas con carbón a un ritmo notoriamente rápido. Pero China también tiene una enorme capacidad de energía eólica propia. En 2008, se espera que esta capacidad de energía eólica aumente en dos tercios. China tiene el segundo mayor número de paneles de espejos solares del mundo, sin contar las instalaciones solares de agua caliente en los tejados de las casas (edificios) en China, el mayor número del mundo. Brasil tiene el segundo mayor recurso eólico del mundo después de Estados Unidos y la industria de combustibles de biomasa más económica. Los biocombustibles ya representan el 40% del consumo de combustible para automóviles de Brasil y pronto representarán el 65.438+05% de la generación de electricidad (quemando residuos de azúcar para generar electricidad). Sudáfrica se está convirtiendo en líder en la utilización de reactores nucleares nuevos, seguros y sencillos. En sentido estricto, la energía nuclear no es una fuente de energía renovable, pero no genera emisiones de carbono, por lo que se está volviendo cada vez más popular. Estos países, y algunos como ellos, se están preparando para abandonar los combustibles fósiles. Estos países obtendrán sus propias fuentes de energía en función de las condiciones y materiales locales. Por lo tanto, si la energía renovable y otras fuentes de energía alternativas tienen precios competitivos, tanto los países pobres como los ricos las aceptarán.
Si los cambios políticos y económicos sólo ocurren durante el período de altos precios y escasez de recursos, y no tienen nada que ver con el pánico humano ante la llegada del pico del petróleo, entonces el daño de los cambios económicos a estos petróleo y gas Los países importadores dependerán en gran medida de cómo las importaciones de petróleo cayeron rápidamente después del pico del petróleo. Los modelos de simulación en países exportadores muestran que la cantidad de petróleo que la gente puede extraer en el mundo disminuye mucho más rápido que la producción de petróleo de los países exportadores de petróleo, porque la demanda de petróleo en estos países exportadores de petróleo también está aumentando rápidamente. La caída de la producción (y, por tanto, de la oferta) puede dar lugar a fuertes aumentos de los precios del petróleo, que pueden mitigarse si la demanda se mantiene en un nivel planificado y adecuado y se utilizan fuentes de energía alternativas. Tendremos que hacer esto durante 20 años después del pico del petróleo. Según previsiones optimistas, el pico de producción de petróleo se producirá alrededor de 2020-2030, y deberían realizarse importantes inversiones en energías alternativas antes de esta crisis para evitar cambios significativos en los estilos de vida y los estándares de las personas en algunos países desarrollados. Los modelos sugieren que el precio del petróleo aumentaría gradualmente inicialmente y luego caería a medida que otros tipos de combustibles y fuentes de energía estén disponibles. Según predicciones pesimistas, si el petróleo se extrae al ritmo actual, el pico del petróleo ya ha llegado o está a punto de llegar, y cualquier medida positiva puede no ser efectiva. Según este pronóstico, la producción mundial de petróleo y gas disminuirá, lo que puede provocar una serie de reacciones en cadena en el mercado global y también puede conducir a la regresión de la civilización industrial global. A principios de 2008, hubo señales de que el aumento de los precios del petróleo haría que la situación económica, que podría empeorar, fuera aún más precaria.
Ante la crisis energética, se ha aceptado ampliamente la adopción generalizada de energía verde y el mantenimiento de un estilo de vida adecuado que ahorre energía. Esto ha llevado a la gente a prestar atención a la investigación de energías y combustibles alternativos, como la tecnología de pilas de combustible, la tecnología de nitrógeno líquido, la tecnología de combustible de hidrógeno, la tecnología de producción de bioetanol, el biodiesel, el proceso de Carrick, la tecnología de utilización de energía solar, la tecnología de utilización de energía geotérmica, energía de las mareas, El uso de la energía de las olas, así como la energía eólica y de fusión nuclear. Actualmente, obtener hidrógeno a partir de gas natural es un proceso puramente de pérdida de energía, pero la producción de este hidrógeno está disminuyendo en América del Norte y otras partes del mundo. Una vez que dejes de extraer hidrógeno del gas natural, seguirás necesitando obtener hidrógeno de otras fuentes de energía. Por supuesto, su procesamiento todavía requiere mucha energía. Sin embargo, esto también hace pensar que el hidrógeno, al igual que la electricidad, es un portador de energía, pero no un recurso. El proceso de deshidrogenación no probado también demuestra que el agua se puede utilizar como fuente de energía. Los mecanismos de eficiencia, como las centrales eléctricas de alta potencia, claramente hacen un uso más eficiente de la capacidad de generación existente. Este es un término utilizado para describir el aumento de la eficiencia de las transacciones, que utiliza el consumo de electricidad para aumentar el suministro alcanzable del mercado en lugar de aumentar la capacidad de generación de las centrales eléctricas. Por lo tanto, en este momento es un mercado de compradores de energía alternativa. Los recursos renovables utilizan eficazmente recursos naturales como la luz solar, el viento, la lluvia, las mareas, la energía geotérmica, etc., que pueden reponerse de forma natural. El nivel tecnológico actual puede utilizar capacidades de generación de energía solar, eólica, hidroeléctrica y microhidráulica, energía de biomasa y transporte. Biocombustibles.
En 2008, alrededor del 14% del consumo energético mundial provino de energías renovables y el 13% de biomasa tradicional, como la quema de leña. La energía hidroeléctrica es el segundo recurso renovable más grande de la Tierra con un 3%. Le sigue el agua caliente, que representa el 1,3% del consumo energético mundial. La energía geotérmica, la energía eólica, la energía solar y la energía oceánica desarrolladas con tecnología moderna representan el 0,8% del consumo energético mundial. El potencial de aplicaciones tecnológicas en estas áreas es enorme y supera todos los demás recursos disponibles. Las tecnologías de energía renovable a menudo son criticadas por su intermitencia o por otras razones, y el mercado de energía renovable se está desarrollando de diversas formas.
La tasa de utilización de la energía eólica aumenta a un ritmo del 30% cada año y la capacidad instalada mundial ha alcanzado los 100 GW. La energía eólica ya se utiliza ampliamente en muchos países europeos y Estados Unidos. En 2006, la industria fotovoltaica (solar) mundial generó 265.438+000 MW de electricidad, y la generación de energía solar (fotovoltaica) se ha utilizado ampliamente en Alemania. Hay una gran cantidad de plantas de energía solar en Estados Unidos y España. SEGS, la mayor planta de energía solar, está ubicada en el desierto de Mojave en Estados Unidos, con una capacidad de generación de energía anual de 354 MW. La planta de energía geotérmica más grande del mundo está ubicada en Geyser (área del Parque Nacional de Yellowstone), California, EE. UU., con una capacidad de generación de 750 megavatios. La central brasileña de energía renovable es una de las más grandes del mundo. El combustible utilizado procede del bioetanol, materia prima para la producción de azúcar. Entre el combustible utilizado por los automóviles chinos, el 65.438+08% es bioetanol. El combustible de etanol también se utiliza ampliamente en los Estados Unidos. En la actualidad, algunos países han formulado planes de desarrollo de energías renovables a gran escala. En la actualidad, los activadores de energía renovable no se utilizan ampliamente en el campo de la generación de energía, principalmente en áreas remotas y remotas. La energía es muy importante en el desarrollo de la sociedad humana. Kenia tiene la mayor energía solar doméstica del mundo, con aproximadamente 30.000 pequeños sistemas de utilización de energía solar (de 20 a 100 vatios) que se utilizan cada año. El cambio climático y los altos precios del petróleo están estrechamente relacionados. El pico del petróleo y el creciente apoyo gubernamental están impulsando la legislación sobre el uso de energía renovable, acelerando su utilización y comercialización.
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