Estudio comparativo de las energías renovables

 

ESTUDIO COMPARATIVO DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES


 

Utilización de la Biomasa:

El uso de la biomasa como fuente de energía es muy complejo; existen muchas tecnologías y muchas aplicaciones. De la biomasa se obtienen calor, electricidad, biocarburantes como biodiesel y bioetanol para el transporte, distintos plásticos, resinas,..., es decir, productos más o menos desarrollados.

La biomasa abarca muchos materiales y muy diversos, que pueden ser residuos forestales, agrícolas, agroindustriales y urbanos, también ganaderos, y cultivos energéticos.

En España sólo es razonable contemplar el aprovechamiento energético de los desechos de las explotaciones forestales (leña, ramaje, follaje, etc.), así como de los residuos de la madera; aunque también están apareciendo aprovechamientos de los residuos agrícolas.

Cultivos energéticos: Consiste en cultivar vegetales para la posibilidad del aprovechamiento de cultivos energéticos. Esta opción no es muy rentable. Es muy discutida la conveniencia de los cultivos o plantaciones con fines energéticos, no sólo por su rentabilidad en si mismos, sino también por la competencia que ejercerían con la producción de alimentos y otros productos necesarios, (madera, etc.) No obstante, el problema de la competencia entre los cultivos clásicos y los cultivos energéticos no se plantearía en el caso de otro tipo de cultivo energético: los cultivos acuáticos. Una planta acuática particularmente interesante desde el punto de vista energético sería el jacinto de agua, que posee una de las productividades de biomasa más elevadas del reino vegetal ( un centenar de toneladas de materia seca por hectárea y por año).Podría recurrirse también a ciertas algas microscópicas (micrófitos), que tendrían la ventaja de permitir un cultivo continuo. Así, el alga unicelular Botryococcus braunii, en relación a su peso produce directamente importantes cantidades de hidrocarburos.

Desde el punto de vista medioambiental, si cultivamos biomasa estamos fijando CO2 (sumidero), y además, cuando se consume, evitamos la ruta alternativa que llevaría a aumentar el efecto invernadero.

Por combustión directa o por gasificación se pueden obtener energía eléctrica o térmica, con la consiguiente generación de CO2 y cenizas. Mediante la digestión anaerobia se produce biogás, que puede ser usado como combustible, en lugar de otros combustibles fósiles. Ocurre igual con los aceites vegetales y los biocarburantes. Hay que centrarse en conseguir más biomasa y más concentrada que en desarrollar nuevas tecnologías. Su impacto medioambiental es mínimo en el caso de los cultivos para producción de biomasa. Si bien su combustión emite CO2, durante el crecimiento de la planta ésta absorbe, con lo que el balance global de emisión es cero.

El interés medioambiental de la biomasa reside en que, siempre que se obtenga de una forma renovable y sostenible, es decir que el consumo no vaya a más velocidad que la capacidad del bosque, la tierra, etc. para regenerarse, es la única fuente de energía que aporta un balance de CO2 favorable, de manera que la materia orgánica es capaz de retener durante su crecimiento más CO2 del que se libera en su combustión.

En cuanto al aprovechamiento de los residuos agrícolas, se realizan tratamientos a los subproductos del olivar, en especial del orujo de aceituna, y a través de diferentes procedimientos se obtienen diversos productos, tales como aceite de oliva, aceite de orujo, pienso para el ganado, abono orgánico y otros. Usando disolventes orgánicos se consiguen extraer la grasa contenida en el orujo. El residuo resultante, orujillo, se ha destinado tradicionalmente al aprovechamiento energético. Este proceso ha evolucionado tecnológicamente. Un ejemplo es OLEÍCOLA EL TEJAR, que aprovecha toda la biomasa resultante del olivar, en primer lugar el alperujo porque además se resuelve un gran problema ecológico al eliminar el alpechín transformándolo en fuente de energía renovable, pero también porque se utiliza de forma rentable la grandísima cantidad de biomasa resultante de las labores de poda del olivar. Las cenizas inertes que se generan no resultan un grave problema en principio porque se pueden aprovechar, a veces, en la industria cementera y como abonos potásicos.

Se incluye en esta parte la conversión energética de los residuos sólidos urbanos (RSU), de los cuales el 57% es materia orgánica. Los problemas de la transformación energética de los RSU son:

-Heterogeneidad en tamaño y composición, que incluso depende de factores temporales.

-Bajo poder calorífico por unidad de peso o volumen, y por lo tanto debemos transportar mucha cantidad de residuos; esto conlleva contaminación. Por medio de la separación seleccionamos los que tienen alto poder calorífico y vamos incrementando la fracción orgánica.

La reacción de combustión transcurre mediante un mecanismo complejo de radicales libres. La temperatura del proceso, la turbulencia y el tiempo de residencia necesario para que la reacción ocurra deben estar ajustados.

La emisión de contaminantes viene determinada por los productos finales de estas transformaciones: moléculas sencillas(NO, CO), y moléculas complejas(dioxinas y furanos). Durante la combustión se generan radicales libres que provienen de la rotura de moléculas sencillas: O2, N2, H2O. También se generan radicales procedentes de la ruptura de moléculas complejas: polímeros orgánicos. Los radicales formados se recombinan para dar los productos finales. A mayor temperatura, la estabilidad es menor, los radicales son de menor tamaño. La formación de algunos productos tóxicos está asociada a la adsorción de los precursores de radicales sobre las partículas de cenizas.

Para hacer esta conversión menos contaminante se evitan esas condiciones: se reducen las dioxinas y furanos con el aumento de temperatura y del tiempo de residencia. También se reduce la formación de fragmentos radicales de moléculas orgánicas precursoras. Además, existe transformación de las moléculas de dioxinas y furanos sobre la superficie de las cenizas.

También se controlan las emisiones y se realiza una inertización de las cenizas volantes y de fondo por encapsulación, carbonatación y vitrificación.

 

Energía hidráulica:

Es la energía que se obtiene de la caída del agua desde cierta altura a un nivel inferior lo que provoca el movimiento de ruedas hidráulicas o turbinas. La hidroelectricidad es un recurso natural disponible en las zonas que presentan suficiente cantidad de agua. Su desarrollo requiere construir pantanos, presas, canales de derivación, y la instalación de grandes turbinas y equipamiento para generar electricidad. Todo ello implica la inversión de grandes sumas de dinero, por lo que no resulta competitiva en regiones donde el carbón o el petróleo son baratos, aunque el coste de mantenimiento de una central térmica, debido al combustible, sea más caro que el de una central hidroeléctrica. Sin embargo, el peso de las consideraciones medioambientales centra la atención en estas fuentes de energía renovables.


Sección transversal de una presa.

Entre los problemas medioambientales que ocasionan se pueden mencionar los siguientes:

  • Los embalses de agua anegan extensas zonas de terreno, en algunos casos, han inundado pequeños núcleos de población, cuyos habitantes han tenido que ser trasladados a otras zonas.
  • En el lugar donde se encuentran los embalses se produce una tremenda evaporación desde la masa de agua, esto cambia las condiciones de los ecosistemas próximos. Además, lleva a la progresiva salinización de los suelos por la alta evaporación.
  • Al interrumpirse el curso natural de un río, se producen alteraciones en la flora y en la fauna fluvial. Las presas retienen las arenas que arrastra la corriente y que son la causa, a lo largo del tiempo, de que los deltas que pueda haber en la desembocadura vayan retrocediendo.
  • Disminuyen los bancos de peces en las desembocaduras.
  • Si agua arriba del río existen vertidos industriales o de alcantarillado, se pueden producir acumulaciones de materia orgánica en embalse, lo que repercutiría negativamente en la salubridad de las aguas, y produce eutrofización. Si se sueltan aguas eutrofizadas, los peces mueren río abajo por falta de oxígeno.
  • También afectan al río las construcciones que se hacen para desviar el río mientras se construye la presa(ataguía y contraataguía), y los aliviaderos.
  • La iluminación en las presas modifica parámetros que tienen que ver con el comportamiento de los animales ( por ejemplo luciérnagas o lechuzas).
  • Una posible rotura de la presa de un embalse puede dar lugar a una verdadera catástrofe.
  • Constituyen una barrera en el río que no pueden salvar los peces como el salmón. A veces se construyen escalas, pero no solucionan nada porque en el embalse no existe corriente.
  • Para el aprovechamiento hidráulico se necesitan hacer muchas obras, esto provoca impactos en las orillas del río. Existen transformadores de alto voltaje que repercuten negativamente sobre las aves.
  • Los efectos del oleaje escalonan las orillas y esto desestabiliza las laderas.
  • Por último, permite un acceso fácil a zonas aisladas de alto valor ecológico.

 

Energía eólica:

Se consigue la energía eléctrica a partir de la energía cinética del viento, que se recoge mediante unas grandes palas asociadas a una turbina.

Se considera una energía renovable, no fósil y por tanto está disponible, aunque vientos dependen de la zona, la altura, ...

En general, tiene poco impacto ambiental, insignificante en lo que se refiere a emisiones, pero sí en otros aspectos, como en la fauna, impactos paisajísticos, infraestructuras, etc.

Se utilizan molinos de hasta 90 metros de altura, con palas de incluso 30 metros de longitud, con un peso total de 150 toneladas. Esto necesita en el suelo una zona de 10 x 10 metros de cementación para sujetar cada una; esto ya supone el primer impacto.

Además, el proceso de creación del parque supone hacer una gran cantidad de obras que repercuten negativamente en la fauna y flora de la zona.

A pesar de ello, también tiene beneficios, por ejemplo, supone un ahorro de energía primaria de 60.000 TEP/año, que habría que producir por otros medios que podrían ser más contaminantes.

Calentamiento global evitado: 600.000 ktermias/año.

Beneficios económicos: venta de electricidad, empleo generado, estímulo tecnológico sectorial, reducción de la dependencia de energía exterior, turismo, etc.

El efecto positivo que supone la generación eléctrica con energía eólica queda reflejada en primer termino en los nulos niveles de emisiones gaseosas

Los impactos medioambientales dependen fundamentalmente del emplazamiento elegido para la instalación, de su tamaño y de la distancia a las

zonas de concentración de población. Posiblemente, el único impacto negativo es el visual y tiene un carácter muy subjetivo.

Las principales alteraciones que se dan como consecuencia de la instalación de turbinas eólicas son:

- impacto sobre las aves: La colisión no suele producirse contra los aerogeneradores, ya que las aves se acostumbran rápidamente a ellos y a su movimiento; incluso las aves migratorias desvían su trayectoria cuando el parque eólico se encuentra en dirección de su vuelo. Este impacto se aprecia con mayor intensidad cuando la colisión se produce contra las líneas aéreas, especialmente en condiciones de baja visibilidad, debiendo minimizarse o anularse mediante la instalación de elementos de fácil visibilidad, situados alrededor del cable (tubos de polietileno, cintas de plástico, bolas de plástico, etc.).

- impacto visual: Los elementos característicos de una instalación eólica que producen este tipo de impacto son: aerogeneradores, casetas, líneas eléctricas y los accesos a la instalación. Los aerogeneradores suelen minimizar su impacto mediante colores y formas atractivas.

- ruido: El origen del ruido en los aerogeneradores se debe a factores de tipo mecánico producidos por el tipo de multiplicador y generador, el ventilador del generador y los tratamientos superficiales, la calidad de los mecanizados, y factores de tipo aerodinámico producidos por la velocidad de giro del rotor, el material del que están fabricadas las palas, el de espacio existente entre el larguero de las palas y su superficie aerodinámica, la velocidad del viento y la turbulencia del mismo.

- erosión: La influencia es muy escasa, siendo los impactos de erosión producidos principalmente en la fase de construcción del parque. Los más importantes se deben al movimiento de tierras en la preparación de los accesos, mientras que otras causas de impacto suelen ser, aunque con menor intensidad, la realización de cimentaciones para los aerogeneradores y la construcción de edificios de control.

-efectos en el entorno: Los requerimientos de espacio de una instalación eólica son importantes, debido a que las turbinas tienen que colocarse siguiendo determinados parámetros, tanto en alineación como en separación, para minimizar los efectos de interferencia aerodinámica.

- otros (interferencias electromagnéticas, efecto sombra, etc.)

Energía solar:

Ninguna actividad humana está exenta de impacto ambiental, la instalación de energía solar tampoco. En la fabricación de los componentes se produce contaminación, una contaminación que debe reducirse. Sin embargo, no todas las formas de producir energía contaminan lo mismo, aquí es donde radica la ventaja de la instalación de paneles solares. Estos no contaminan una vez instalados y no producen residuos de complicado y peligroso almacenaje. Por eso, podemos afirmar que la energía solar es una energía limpia y respetuosa con el medio ambiente.

Puede ser aprovechada de diferentes formas:

  • Utilización directa.
  • Transformación en calor.
  • Transformación en electricidad: Transforma la energía solar en eléctrica a través de células fotovoltaicas (formadas por silicio). Estas células pueden funcionar tanto en días nublados como despejados.

Inconvenientes:

  • Los paneles fotovoltaicos contienen agentes químicos peligrosos.
  • Puede afectar a los ecosistemas por la extensión ocupada por los paneles.
  • Impacto visual negativo.

 

J. Carlos

Actualizado (Domingo, 14 de Octubre de 2012 11:53)