Fonts d'Energia: Convencionals, Renovables i Impactes Ambientals

Fonts d'Energia i Impactes Ambientals

L'energia és fonamental per al desenvolupament humà, però la seva obtenció i ús generen diversos impactes ambientals. A continuació, s'analitzen les principals fonts d'energia, tant convencionals com alternatives, i els seus efectes sobre el medi ambient.

Energies Convencionals

Les energies convencionals són aquelles que s'han utilitzat tradicionalment i que, en la majoria dels casos, provenen de recursos fòssils no renovables.

Energia del Carbó

El carbó és una roca sedimentària d'origen orgànic. El procés de formació del carbó s'anomena carbonització. Segons el seu contingut en carboni, es classifiquen en:

• Torba: <60% C
• Lignit: 60-75% C
• Hulla: 75-90% C
• Antracita: >90% C

Energia del Petroli i Gas Natural

Edwin Drake va ser el pioner en l'excavació del primer pou de petroli. Aquests combustibles són una matèria energètica essencial per a la indústria química. La seva demanda supera la capacitat de renovació natural, cosa que porta a un esgotament previst en dècades.

La seva composició inclou hidrocarburs sòlids, líquids i gasosos, així com compostos oxigenats i orgànics. En un jaciment, el fluid es separa en tres components: gas, petroli i aigua salada. Mitjançant la destil·lació fraccionada, el petroli es separa en:

• Hidrocarburs gasosos (dels quals s'extreuen propà i butà, gasos liquats)
• Fraccions lleugeres (dissolvents i benzines)
• Fraccions intermèdies (querosè)
• Residus (olis minerals i asfalts)

El cicle del petroli comporta nombrosos riscos i danys ambientals.

Energia de Fissió Nuclear

L'energia nuclear s'obté a partir de la desintegració d'isòtops radioactius. Els seus impactes inclouen:

• Radiacions: poden causar malformacions, càncer, etc.
• Residus nuclears: de difícil gestió i emmagatzematge a llarg termini.
• Contaminació tèrmica: s'agafa aigua del riu per refredar el reactor; quan es retorna al riu, està més calenta i afecta els ecosistemes fluvials.

Per minimitzar els riscos, és crucial escollir un bon emplaçament per als cementiris nuclears i les centrals, implementar barreres de seguretat i sistemes d'emergència.

Energia Hidràulica

L'energia hidràulica s'obté a partir de la força de l'aigua que mou una turbina, convertint l'energia potencial en energia elèctrica. Els seus impactes són:

• Ecològics: destrueix ecosistemes per on passen les preses.
• Socials: pot generar conflictes amb la població i organitzacions com Greenpeace.
• Visuals: les grans infraestructures poden tenir un impacte paisatgístic negatiu.

A Catalunya, les condicions orogràfiques i climàtiques afavoreixen les minicentrals, que representen aproximadament el 15% de l'energia del país.

Energies Alternatives

Les energies alternatives, o renovables, són aquelles que s'obtenen de fonts naturals virtualment inesgotables, ja sigui per la immensa quantitat d'energia que contenen o perquè es regeneren de manera natural.

Energia Eòlica

L'energia eòlica prové del vent. És fàcil d'aconseguir i no contamina, però té un impacte visual i sonor. Es pot aprofitar mitjançant:

• Aerobombes: aprofiten l'energia del vent per bombar aigua subterrània.
• Aerogeneradors: produeixen electricitat.

Energia Solar

L'energia solar prové de la llum del sol i es pot aprofitar de dues maneres principals:

• Tèrmica: Capta l'energia solar per obtenir calor. Requereix col·lectors solars.
  • Sistemes passius: generen energia sense usar cap mitjà mecànic.
  • Sistemes actius: necessiten tecnologia per transformar la calor en electricitat. Es classifiquen per temperatura:
    • Baixa temperatura (<100ºC)
    • Temperatura mitjana (100-300ºC)
    • Alta temperatura (>400ºC)
• Fotovoltaica: Capta la radiació solar per obtenir electricitat. Es divideix en tres grups:
  • Sistemes autònoms (separats de la xarxa elèctrica)
  • Sistemes connectats a la xarxa elèctrica
  • Centrals elèctriques (termo solars o amb cèl·lules fotovoltaiques)

Energia Geotèrmica

L'energia geotèrmica s'obté a partir de la calor que desprèn la Terra cap a la superfície. El gradient geotèrmic és la variació de temperatura que depèn de la profunditat. Un major gradient es troba en zones de subducció, dorsals oceàniques o rifts i punts calents (hot spots).

Energia d'Hidrogen

L'energia d'hidrogen s'obté principalment a partir de combustibles fòssils o per electròlisi de l'aigua (reacció: 2H₂ + O₂ → 2H₂O). S'utilitza en piles de combustible. La producció per electròlisi de l'aigua és actualment molt cara. També es pot obtenir a partir de carbó i gas natural. El principal risc és que l'hidrogen és altament inflamable.

Energia Mareomotriu

L'energia mareomotriu aprofita la força de les marees per produir energia elèctrica, requerint una diferència de marees d'almenys 10 metres. El funcionament d'una central mareomotriu és el següent:

1. Marea alta: s'obren les comportes i l'aigua entra a la conca.
2. El salt d'aigua mou les turbines, generant electricitat.
3. Marea baixa: l'aigua surt de la conca, tornant a moure les turbines i generant electricitat.

És una energia renovable i neta, però la seva implementació és molt cara.

Energia de Fusió Nuclear

L'energia de fusió nuclear s'obté quan dos nuclis lleugers es fusionen formant un nucli més pesat, alliberant una gran quantitat d'energia. A diferència de la fissió, no produeix residus radioactius de llarga durada i requereix poc combustible, sent una prometedora font d'energia futura.

Bioenergia

La bioenergia s'obté a partir de matèria orgànica (MO) d'origen animal i vegetal. Es pot classificar en:

• Biomassa natural: llenya, fusta, etc.
• Cultius energètics: conreus específics per a la producció de biomassa, no per a finalitats alimentàries.
• Residus secs: residus agrícoles i forestals.
• Residus humits: residus biodegradables.

S'obté principalment cremant la biomassa o mitjançant microorganismes que degraden la MO. Un avantatge teòric és que el CO₂ alliberat durant la combustió és el mateix que el consumit per la planta durant el seu creixement, resultant en un balanç de carboni neutre. No obstant això, pot provocar un augment de la desforestació i un increment del preu dels aliments. Exemples inclouen els biocombustibles com el bioetanol i el biodièsel.