Fuentes de Energía, Eficiencia y Sostenibilidad: Un Enfoque Integral

Introducción a la Energía y la Sostenibilidad

Intensidad Energética

La intensidad energética se define como la relación entre el consumo energético primario y el Producto Interior Bruto (PIB) de un país o región.

Planificación Energética

El Plan de Energías Renovables 2010-2020 complementa el Plan de Acción Nacional de Energías Renovables (PANER). Este plan contiene un análisis sectorial que incluye la evolución tecnológica y la evolución esperada de los costes de las energías renovables.

Fuentes de Energía Primaria

Fuentes No Renovables

Las fuentes de energía primaria no renovables incluyen:

• Combustibles fósiles: carbón, petróleo, gas natural.
• Energía nuclear: de fisión y de fusión (esta última aún en fase de investigación y desarrollo).

Carbón

El carbón procede de la descomposición lenta de gran cantidad de materia vegetal que vivió en épocas geológicas pasadas. Se clasifica en diferentes tipos según su grado de carbonificación:

• Turbas: Presentan bajo interés industrial.
• Lignitos: Contienen una alta proporción de volátiles.
• Hullas: De color negro brillante, por destilación dejan un coque aglomerado de alta calidad. Son considerados los carbones por excelencia.
• Antracitas: De color negro brillante, con baja proporción de volátiles. Se consideran los carbones más antiguos por presentar el contenido más alto en carbono.

El carbón es una de las mayores fuentes de CO₂.

Factores que Influyen en el Consumo y Consecuencias Ambientales

• Es un combustible sólido y produce gran cantidad de cenizas en su combustión.
• En centrales térmicas, se utiliza la combustión en lecho fluidizado y, a veces, la cogeneración.
• En algunos casos, se practica la co-combustión con biomasa (el CO₂ emitido es fijado durante la vida de la planta, lo que reduce la huella de carbono neta).
• Se importa carbón de países como Sudáfrica, Rusia e Indonesia.
• La presencia de azufre, nitrógeno y metales pesados en el carbón, así como la emisión de CO₂ en la combustión, tienen importantes consecuencias ambientales.

Petróleo

El petróleo, también conocido como "aceite de piedra" o "aceite de roca", es una mezcla de hidrocarburos saturados en estado sólido, líquido o gaseoso que se encuentran en yacimientos naturales.

Etapas de Explotación

• Prospección: Estudio geológico para localizar yacimientos.
• Sondeo: Perforación para confirmar la existencia y viabilidad del yacimiento.
• Extracción: Obtención del crudo.
• Transporte: Traslado del petróleo a las refinerías.
• Refino: Transformación del crudo en productos de consumo.
• Petroquímica: Producción de derivados químicos a partir del petróleo.

Ventajas

• Las fracciones petrolíferas tienen un mayor potencial energético.
• Presenta una composición más regular.
• Apenas deja cenizas, se maneja y quema mejor, ya que la proporción de comburente se regula más fácilmente y necesita un menor exceso de oxígeno.

Gas Natural

El gas natural procede de procesos biológicos y geológicos que tuvieron lugar hace millones de años.

Ventajas

• Alto poder calorífico (40-45 MJ/Nm³).
• Combustión sin cenizas, con menores emisiones de SO₂, NOₓ y CO₂ que otros combustibles fósiles.
• Versatilidad y comodidad de aplicación en uso doméstico y comercial.
• Mejor regulación y control del consumo.

Aplicaciones

Sus principales aplicaciones incluyen centrales de ciclo combinado y cogeneración en el sector industrial y de servicios.

Eficiencia Energética y Conservación

Medidas para Disminuir las Emisiones

Para disminuir las emisiones contaminantes, se pueden aplicar las siguientes medidas:

• Mediante la diversificación energética.
• Aplicando medidas de conservación energética.
• Mediante el uso de tecnologías más limpias de combustión.

Conceptos Clave en Conservación Energética

La conservación energética es la mejor solución a corto plazo y está relacionada con dos conceptos fundamentales:

• Ahorro: La energía más limpia es la que no se consume.
• Eficiencia: Elevar el rendimiento energético en relación con los gases emitidos.

Estrategias de Conservación Energética

Las medidas para la conservación energética incluyen:

• Acciones educativas e informativas.
• Medidas financieras y fiscales.
• Medidas restrictivas o disuasorias.
• Implementación de tecnologías eficientes.

Conservación Energética en el Ámbito Doméstico y el Transporte

• Descentralización energética.
• Uso de aparatos de bajo consumo.
• Aplicación de la arquitectura bioclimática.
• Reciclado de productos y reducción de envases.
• Fomento de transportes colectivos y eficientes.

Conservación Energética en la Industria

• Eficiencia en los procesos industriales: optimización energética.
• Reducción de las energías residuales.
• Implementación de cogeneración y ciclo combinado.

Cogeneración y Ciclo Combinado

Definición y Funcionamiento

La cogeneración y el ciclo combinado son técnicas más eficientes y de menor impacto ambiental para generar electricidad. Consisten en la producción conjunta de energía mecánica (o eléctrica) y energía calorífica a partir de una única fuente de energía primaria (combustible).

Esta técnica permite producir calor (vapor de agua) y electricidad en un solo proceso. Los gases de combustión no salen directamente por la chimenea; primero se enfrían y ceden su energía a un circuito de agua caliente, lo que resulta en un aumento significativo de los rendimientos.

Ventajas

• Ventajas medioambientales.
• Mayor rendimiento energético.
• Menor coste operativo.
• Facilidad de construcción y diseño.
• Requieren poco espacio y volumen de edificación, lo que reduce el impacto visual y territorial.

Impacto Ambiental de Combustibles en Cogeneración

Es importante destacar que la combustión del gas natural libera menos CO₂ y NOₓ que el carbón o el petróleo. En general, el gas natural produce menores emisiones de CO₂, no emite SO₂, sus emisiones de NOₓ son muy inferiores al carbón y apenas emite partículas.