Dependencia de los Combustibles Fósiles por Energías Limpias

RESUMEN

Nuestro gran reto  es la dependencia tecnológica de los combustibles fósiles: petróleo, gas natural y el carbón. Que satisfacen un 80 % de las necesidades energéticas del planeta y producen la mayoría de Los gases de efecto invernadero en su mayoría del bióxido de carbono CO2, metano CH4, óxidos de nitrógeno NO2 y partículas de hollín y otras emisiones causantes del cambio climático en nuestro planeta. Tenemos que hacer un uso eficiente de la energía, desarrollar energías limpias con captura y almacenamiento del CO2 en beneficio de la humanidad. Para afrontar los graves problemas ambientales  y desastres ecológicos.

1- INTRODUCCION

El consumo de las energías no renovables en México y en el mundo seguirán creciendo superando el 50 % para el año 2030 teniendo como fuente de abastecimiento combustibles fósiles, por lo que las emisiones de CO2 a la atmosferas  seguirán aumentando, por lo cual la Agencia Internacional de la Energía (AIE), recomienda a los países desarrollados y subdesarrollados a buscar nuevas fuentes alternativas de energía  renovables como el sol, el viento  los potenciales hidroeléctricos, la biomasa la energía de los océanos la fusión atómica para disminuir su dependencia con los combustibles fósiles (petróleo, gas, carbón)  importado, restablecer el equilibrio energético a nivel mundial con la eficiente uso de las tecnologías. El mundo actual vive en una crisis petrolera por la disminución de las reservas que al agotarse se debatirá una creciente reforma energética; es de primordial interés reducir el calentamiento del planeta provocado por los gases de efecto invernadero que las plantas generadoras de energía eléctrica producen por el consumo de combustibles derivados del petróleo y de las plantas carboelectricas que son las principales productoras de CO2 considerado el responsable del cambio climático.

2 -DEPENDENCIA TECNOLOGICA

La ciencia se ha convertido en un factor principal en la producción de energías renovables o energías limpias, lo que implica una previsión de los avances científico y tecnológicos, planificar las técnicas de investigación, enfrentar a la crisis energética mundial  sumándose las políticas económica del gobierno a las políticas de la ciencia y de la tecnología para establecer, coordinar y promover las actividades científicas para estimular el desarrollo de las energías limpias y la captura del CO2, claro está en un frente común sociedad y gobierno en una estrategia nacional y mundial.

La energía eólica, la energía solar, es la energía del futuro, la generación de hidrogeno a través de plantas nucleares constituye una fuente alterna de energía limpia, barata y segura, la energía hidráulica, el magneto hidrodinámico, la energía geotérmica limpia y utilizable. La energía obtenida a través de desechos como el tratamiento termoquímico a la basura en la obtención del biogás, y los energéticos que se obtienen de los biocombustibles.

México  es uno de los países con mayor desarrollo geotérmico en los que se refiere a  generación eléctrica. La energía eléctrica es esencial para la sociedad moderna  una buena calidad en el suministro de electricidad requiere la incorporación de tecnologías  e instrumentos de medición  a través de redes inteligentes.

2.1      ¿Qué tan lejos la energía alternativa puede reducir la dependencia de los combustibles fósiles?

La creciente preocupación por el calentamiento global, han contribuido a que crezca la urgencia de renovar la energía impulsada en automóviles, o en cualquier otro sistema de transporte. los precios cada vez más altos de los energéticos, estaremos en el camino de la implementación de las tecnologías para obtener  el mayor avance, producción y eficiencia de los sistemas de energías limpias, para lograr la transición energética y lograr la dependencia de los combustibles fósiles; al analizar las tecnologías el hidrogeno en el transporte seria una solución solo requiere del diseño y adaptación para vehículos híbridos que conectados a red de distribución de hidrogeno, la Ingeniería Automotríz aun tienen mucho trabajo por hacer de la construcción de automóviles y transporte con combustibles renovables o de fuentes alternativas, el etanol y metanol son los principales biocarburantes mezclados en proporciones con la gasolina, muy utilizada en países como Brasil.

3- MEXICO LISTO PARA LAS ENERGIAS LIMPIAS

México tiene el potencial para desarrollar energías renovables debido a que cuenta con suficientes recursos naturales, así como el apoyo del Banco Mundial, se puso en marcha el programa “Proyecto de servicios integrales de energía” que permitirá la electrificación de 2500 comunidades rurales por medio de energías renovable. La Secretaria de Energía informó que la introducción del etanol no comprometerá la seguridad alimentaria, ni el equilibrio ecológico del país, razón por la que incluso Pemex para introducir los bioenergeticos o biocombustibles de México, Monterrey y la ciudad de Guadalajara en el 2012.

En cuanto a la tecnología termo solar se cuenta con el programa de promoción de calentadores de agua en México (PROCALSOL) para sustituir la tecnología tradicional por tecnología solar en los sectores residencial, comercial, industrial y agrícola.

El mayor de los problemas que enfrentaremos en México para el desarrollo de nuevos proyectos de energía renovable será definitivo el acceso al sistema de transmisión de energía eléctrica generadora por los proyectos. El ejemplo más claro lo encontramos  en Oaxaca para la energía eólica. En el Istmo de Tehuantepec  se  cuenta con el recursos del viento para poder instalar más de 7000 MW de parques eólicos por la calidad del viento y  el tiempo potencial durante el año es una de las mejores del mundo.

Actualmente se encuentra en construcción el proyecto denominado “Temporada abierta” que consiste básicamente en una línea de transmisión de 145 km, con una subestación de 400/230/115 Kv que por cierto será una de las subestaciones más grande que se haya construido en México.

3.1      Instituto de investigaciones eléctricas

Manteniéndose a la vanguardia tecnológica y científica el Instituto de Investigaciones Eléctricas, propone soluciones energéticas, rentables, eficientes y confiables con el medio ambiente y por ello continúa innovando tecnológicamente dentro del sector eléctrico, impulsando el aprovechamiento de los recursos energéticos renovable y no convencional del país.

El Instituto desarrolló una red de automática energizada con sistemas fotovoltaicos para el monitoreo permanente de varias cuencas hidrológicas, lo que permite contar con medios para visualizar en forma gráfica la información relacionada con las condiciones hidrométricas y climatológicas.

4 – ENERGIAS LIMPIAS

Energías Renovables o alternativas Son aquellas que están disponibles para el hombre sin peligro de que se agoten, pues la propia naturaleza, en condiciones normales, nos las seguirá proporcionando en la escala de tiempo humana: Energía hidráulica. Energía solar. Energía eólica. Biomasa. Energía geotérmica. Energía maremotríz, por ejemplo. México satisface sus necesidades de energía primaria en un 92 % con fuentes renovables.

4.1 Energía limpia llamada energía verde.

Imagen: Google

De hecho la energía limpia es un sistema de producción de energía con exclusión de cualquier contaminación o la gestión mediante la que nos deshacemos de todos los residuos peligrosos para nuestro planeta. Las energías limpias son, entonces, aquellas que no generan residuos.

La energía limpia es, entonces, una energía en pleno desarrollo en vista de nuestra preocupación actual por la preservación del medio ambiente y por la crisis de energías agotables como el gas o el petróleo.

Hay que diferenciar la energía limpia de las fuentes de energía renovables: la recuperación de esta energía no implica, forzosamente, la eliminación de los residuos. La energía limpia utiliza fuentes naturales tales como el viento y el agua.

Un tema importante a tener en cuenta es la inmensa preocupación que se está produciendo por los altos costes sociales, ya que se van haciendo cada vez más elevados así como los costes medioambientales asociados a la energía convencional, a la energía nuclear y a los combustibles fósiles.

Sin ninguna duda, esta preocupación de todas las naciones beneficia a las energías limpias y puras.

Ya iremos explicando, en breve, más en detalle cómo funcionan estas otras clases de energías. Además, si bien existen energías limpias puede ser que éstas no sean energías renovables. El gas natural, si bien no produce una enorme contaminación, puede ser un ejemplo válido ya que aunque, mínimamente, algo contamina.

Pero, para cerrar el círculo podemos decir, entonces, que sí existen las energías limpias y que son, además de aquellas que no generan residuos, un sinónimo de fuentes energéticas que respetan el medio ambiente.

4.1.1 Energía solar
Energía solar. Aprovechamiento:

• Energía calorífica
• Colectores planos Invernaderos
• Desalinización campos de helióstatos
• Colector cilíndrico parabólico
• Horno solar placas fotovoltaicas.
• Calentadores solares de agua

4.1.1.1 La energía solar fotovoltaica, la energía para la nueva era

La conversión directa de la energía solar en energía eléctrica es lo que implica la energía fotovoltaica. En este ámbito, la compañía Martifer, con su sede en Portugal, se distingue por brindar la máxima seguridad y adaptación a las necesidades de los clientes e inversores interesados por esta fuente.

Imagen: Martifer Solar

La energía fotovoltaica es una de las máximas premisas en cuanto a fuentes de energía renovables para esta nueva era a pesar de no dar su máximo rendimiento en la transformación energética. La ventaja más clara es la casi total ausencia de contaminantes. Además de sus incontables beneficios, esta energía cuenta con una gran longevidad para los diferentes módulos lo que la convierte en una buena opción comercial para los inversores.

En cuanto a sus aplicaciones, la parte más interesante en este tipo de fuente renovable, la energía fotovoltáica viene destacando por su aplicación y producción en todo tipo de áreas, como por ejemplo la electrificación rural, los sistemas de bombaje de agua autónomos,la aplicación en micropotencia, la integración en edificios reduciendo altos costes estructurales y enérgéticos e, incluso, en vehículos creando suficiente potencia como para posibilitar el movimiento.

Otra aplicación específica es la de SmartPark, una de las aplicaciones prácticas que nos ofrece Martifer basada en un parking de automóviles que permite concentrar la energía de emitida por los rayos de sol al mismo tiempo que protege a los vehículos del calor en un horario diurno y de elevadas temperaturas.

Imagen: Martifer Solar

Su uso no sólo se restringe a instalaciones y edificios sino que cada vez es más frecuente encontrar soluciones para instalaciones aisladas o doméstica como nos brindan los kits fotovoltáicos de Martifer Solar. Estos kits se retroalimentan de la tecnología “plug-and-play” con un uso sencillo para todo tipo de usuarios.

4.1.2 La energía de biomasa

La biomasa está formada por un conjunto de organismos vivos que existen sobre los continentes y en los océanos, ya se trate de microorganismos, de plantas o de animales. Sin embargo, el uso de la energía de biomasa se basa, principalmente, en las plantas y en los árboles. La energía de biomasa pertenece al grupo de la energía renovable.

Imagen: Google

Gracias a la fotosíntesis en la que entran en juego las moléculas de clorofila, las plantas utilizan la energía solar para dividir el agua que contienen en sus células y el dióxido de carbono de la atmósfera para transformarlos en materias vegetales, principalmente hidratos de de carbono (azúcares) y celulosa. Se podría esquematizar así:

CO2 + H2O + energía solar -> materias vegetales + O2

La mayoría de estas materias vegetales se descomponen por la oxidación, ya sea directamente en presencia del oxígeno en el aire, o bien después de haber sido ingeridas y digeridas por los animales que logran hacer esta transformación mediante su respiración. En ambos casos como un subproducto de la energía térmica, del dióxido de carbono y del agua.

Imagen: ablaeninternet

Una muy pequeña parte de la biomasa se descompone por la fermentación anaeróbica (sin presencia de oxígeno, por ejemplo, en el agua de los pantanos) y forma el metano (CH4).

Por último, una ínfima parte se transformará en turba en unos cuantos miles de años y otra parte, más ínfima aún, se transformará en carbón y en hidrocarburos en varias decenas o en cientos de millones de años.

El carbón, el petróleo y el gas natural, formados en el transcurso de las eras geológicas a partir de la biomasa, y de lo que nosotros quemamos a partir de la revolución industrial, no sólo liberan “energía solar fósil” con la que el hombre se beneficia, sino también “carbono fósil”; este último, después de su oxidación por el oxígeno en el aire durante la combustión, aumentará artificialmente el nivel de dióxido de carbono de la atmósfera, reforzando así el efecto invernadero natural.

En cambio, a la inversa, cuando se utiliza la biomasa para la energía, ya sea directamente bajo forma de “biocombustibles”, como la madera o ya sea después de haberla transformado en “biogas” (mezcla de metano, un poco de CO2 y otros gases) o en biocarburantes, el CO2 emitido durante la combustión o durante la oxidación se restablece por las plantas durante su crecimiento, con la condición de que se tome la precaución de establecer un equilibrio entre el crecimiento de biomasa por plantaciones y las deducciones por usos de la energía.

Imagen: Google

La fuente mundial de la biomasa es lo suficientemente grande como para permitir la utilización energética a gran escala sin problemas, en sustitución de los combustibles fósiles. Las stock de biomasa terrestre es de unos 2000 Gt.

No obstante, una utilización “sostenible” de la biomasa para el uso energético no debería recurrir a este stock, sino al flujo anual de la producción de biomasa.

Si el desarrollo a gran escala de los usos energéticos de la biomasa no es limitado globalmente por los recursos naturales, entonces habrá factores cualitativos que tendrán una influencia fundamental en el desarrollo de la energía de biomasa a corto y a mediano plazo.

CONCLUSIONES

En el contexto actual de incertidumbre causado por la crisis económica mundial por la escasez de los energéticos no renovables, la estrategia energética en definitiva es la dependencia de los combustibles fósiles pos energías limpias que, conduzcan a más largo plazo a un ahorro de energía-económico, mejoras de la distribución y competitividad, representa enorme retos para la investigación en la necesidad de recurrir a fuentes alternas de energías, y reducir el calentamiento del planeta provocado por los gases de efecto invernadero.

BIBLIOGRAFIA
1 GEOGRAPHIC, N. (2009). LA CARRERA POR LOS COMBUSTIBLES LIMPIOS. ENERGIAS DEL FUTURO , 5-81.
2 PAREDES, A. N. (2006). EL HIDROGENO Y LA INDUSTRIA NUCLEAR. CIENCIA Y DESARROLLO , 9-13.
3 www.erenovable.com/2009/06/30/energías-limpias
4 www.martifersolar.com

Por: Mtro. José Ángel Luna Encinas
Mtro. Pablo Ríos Mendoza
Ing. Gustavo Barajas Pérez

Escuela Politécnica de Guadalajara