Energías renovables contaminantes
Las energías renovables contaminantes se obtienen a partir de la materia orgánica o biomasa, y se pueden utilizar directamente como combustible (madera u otra materia vegetal sólida), bien convertida en bioetanol o biogás mediante procesos de fermentación orgánica o en biodiésel, mediante reacciones de transesterificación y de los residuos urbanos.
Las energías de fuentes renovables contaminantes tienen el mismo problema que la energía producida por combustibles fósiles: en la combustión emiten dióxido de carbono, gas de efecto invernadero, y a menudo son aún más contaminantes puesto que la combustión no es tan limpia, emitiendo hollines y otras partículas sólidas. Se encuadran dentro de las energías renovables porque mientras puedan cultivarse los vegetales que las producen, no se agotarán. También se consideran más limpias que sus equivalentes fósiles, porque teóricamente el dióxido de carbono emitido en la combustión ha sido previamente absorbido al transformarse en materia orgánica mediante fotosíntesis. En realidad no es equivalente la cantidad absorbida previamente con la emitida en la combustión, porque en los procesos de siembra, recolección, tratamiento y transformación, también se consume energía, con sus correspondientes emisiones.
También se puede obtener energía a partir de los residuos sólidos urbanos y de los lodos de las centrales depuradoras y potabilizadoras de agua. Esta energía es contaminante, pero lo sería también en gran medida si no se aprovechase, pues los procesos de pudrición de la materia orgánica se realizan con emisión de gas natural y de dióxido de carbono.
Biomasa, biocarburantes y biogás
La vida a partir de la energía solar se lleva a cabo por el proceso denominado fotosíntesis vegetal que a su vez es desencadenante de la cadena biológica. Mediante la fotosíntesis las plantas que contienen clorofila, transforman el dióxido de carbono y el agua de productos minerales sin valor energético, en materiales orgánicos con alto contenido energético y a su vez sirven de alimento a otros seres vivos. La biomasa mediante estos procesos almacena a corto plazo la energía solar en forma de carbono. La energía almacenada en el proceso fotosintético puede ser posteriormente transformada en energía térmica, eléctrica o carburantes de origen vegetal, liberando de nuevo el dióxido de carbono almacenado.
Teóricamente el ciclo cerrado arrojaría un saldo nulo de emisiones de dióxido de carbono, al quedar las emisiones fruto de la combustión fijadas en la nueva biomasa. En la práctica, se emplea energía contaminante en la siembra, en la recolección y la transformación, por lo que el balance es negativo. Por otro lado, la biomasa no es realmente inagotable, aun siendo renovable. Su uso solamente puede hacerse en casos limitados. Existen dudas sobre la capacidad de la agricultura para proporcionar las cantidades de masa vegetal necesaria si esta fuente se popularizara, lo que se está demostrando con el aumento de los precios de los cereales debido a su aprovechamiento para la producción de biocarburantes. Por otro lado, todos los biocarburantes producen mayor cantidad de dióxido de carbono por unidad de energía producida que los equivalentes fósiles.
Energías renovables limpias
Las energías renovables han constituido una parte importante de la energía utilizada por los humanos desde tiempos remotos, especialmente la solar, la eólica y la hidráulica. La navegación a vela, los molinos de viento o de agua y las soluciones constructivas de los edificios para aprovechar la del sol, son buenos ejemplos de ello. Las fuentes renovables de energía no contaminantes o limpias más extendidas son:
Energía Solar
La energía solar es el origen de la mayoría de las demás formas de energía en la Tierra. Cada año la radiación solar aporta a la Tierra la energía equivalente a varios miles de veces la cantidad de energía que consume la humanidad. Recogiendo de forma adecuada la radiación solar, esta puede transformarse en otras formas de energía como energía térmica o energía eléctrica.
Mediante colectores solares, la energía solar puede transformarse en energía térmica, y utilizando placas fotovoltaicos la energía lumínica puede transformarse en energía eléctrica. Ambos procesos no tienen nada que ver entre sí en cuanto a su tecnología.
Una importante ventaja de la energía solar es que permite la generación de energía en el mismo lugar de consumo mediante la integración arquitectónica en edificios. Así, podemos dar lugar a sistemas de generación distribuida en los que se eliminen casi por completo las pérdidas relacionadas con el transporte y reducir la dependencia energética.
El principal inconveniente de la energía solar es que no está disponible permanentemente, ya que no genera energía cuando es de noche o cuando hay mucha nubosidad. La intermitencia es uno de sus principales inconvenientes.
Energía solar fotovoltaica
La energía solar fotovoltaica es una fuente de energía renovable, limpia, barata e inagotable. Utiliza la radiación solar para producir electricidad. Se basa en el efecto fotovoltaico, por el que determinados materiales son capaces de absorber fotones y liberar electrones, generando una corriente eléctrica. Para ello se emplea un dispositivo semiconductor denominado célula fotovoltaica. Al generar energía eléctrica, es más versátil que la energía solar térmica.
El impacto ambiental de las instalaciones de energía solar fotovoltaica es bajísimo. Son silenciosas, no generan ruido y no consumen territorio, en el caso de las instalaciones de autoconsumo, dado que se instalan en las cercanías del punto de consumo. Su impacto se reduce a la producción de los equipos y su reciclaje al final de su larga vida útil. En el caso de las huertas solares, el consumo de territorio y su impacto paisajístico es evidente.
Energía solar térmica
Se trata de recoger la energía del sol a través de colectores solares y convertirla en calor el cual puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades. La principal aplicación es la obtención de agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para dotar de calefacción a hogares, hoteles, colegios o fábricas.
El impacto ambiental de las instalaciones de energía solar térmicas es muy bajo. Son silenciosas y no generan ruido. Ahorran energía al precalentar mediante una energía gratuita el agua caliente sanitaria, pero siempre será necesario un equipo de apoyo para cubrir las necesidades bajo cualquier condición climática. Su impacto se reduce a la producción de los equipos y su reciclaje al final de su larga vida útil. Es menos versátil que la energía solar fotovoltaica, ya que únicamente se puede obtener agua caliente.
Energía hidráulica
La energía potencial acumulada en los saltos de agua puede ser transformada en energía eléctrica. Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de los ríos para poner en funcionamiento unas turbinas que mueven un generador eléctrico.
Uno de los recursos más importantes cuantitativamente en la estructura de las energías renovables es la procedente de las instalaciones hidroeléctricas; una fuente energética limpia y autóctona pero para la que se necesita construir las necesarias infraestructuras que permitan aprovechar el potencial disponible con un coste nulo de combustible. El problema de este tipo de energía es que depende de las condiciones climatológicas. Por otro lado, las grandes presas provocan pérdida de biodiversidad, alteran el ecosistema, reducen el caudal de los ríos, inundan zonas con patrimonio cultural o paisajístico, y pueden generar el movimiento de poblaciones completas.
Energía eólica
La energía eólica es la energía obtenida mediante la utilización de la energía cinética generada por las corrientes de aire. Se obtiene mediante unas turbinas eólicas que convierten la energía cinética del viento en energía eléctrica por medio de aspas o hélices que hacen girar un eje central conectado, a través de una serie engranajes (la transmisión) a un generador eléctrico. Este recurso puede calificarse como perpetuo, y la cantidad potencialmente obtenible en una zona geográfica concreta depende del régimen de vientos y de la orografía del lugar.
La energía eólica ha sido aprovechada desde la antigüedad para mover los barcos impulsados por velas o hacer funcionar la maquinaria de molinos al mover sus aspas.
La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales (gradiente de presión). Por lo que puede decirse que la energía eólica es una forma indirecta de energía solar. Las diferentes temperaturas y presiones en la atmósfera, provocadas por la absorción de la radiación solar, son las que ponen al viento en movimiento.
Es una energía limpia y también una de las menos costosas de producir, lo que explica el gran entusiasmo por sus aplicaciones. De entre todas ellas, la más extendida, y la que cuenta con un mayor crecimiento es la de los parques eólicos para producción eléctrica.
Un parque eólico es la instalación integrada de un conjunto de aerogeneradores interconectados eléctricamente. Los aerogeneradores son los elementos claves de la instalación de los parques eólicos que, básicamente, son una evolución de los tradicionales molinos de viento. Como tales son máquinas rotativas que suelen tener tres aspas, de unos 20-25 metros, unidas a un eje. El elemento de captación o rotor que está unido a este eje, capta la energía del viento. El movimiento de las aspas o paletas, accionadas por el viento, activa un generador eléctrico que convierte la energía mecánica de la rotación en energía eléctrica.
Estos aerogeneradores suelen medir unos 40-50 metros de altura dependiendo de la orografía del lugar, pero pueden ser incluso más altos. Este es uno de los grandes problemas que afecta a las poblaciones debido al alto impacto paisajístico y el ruido de baja frecuencia que generan, sin mencionar sus efectos negativos sobre las aves.
Los aerogeneradores pueden trabajar solos o en parques eólicos, sobre tierra formando las granjas eólicas, sobre la costa del mar o incluso pueden ser instalados sobre las aguas a cierta distancia de la costa en lo que se llama granja eólica marina, la cual está generando grandes conflictos en todas aquellas costas en las que se pretende construir parques eólicos.
El principal inconveniente de la energía eólica es que no está disponible permanentemente, ya que no genera energía cuando no sopla el viento. Es la intermitencia uno de sus principales inconvenientes.
Energía geotérmica
La energía geotérmica es aquella energía que puede ser obtenida mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra.
Parte del calor interno de la Tierra (5.000 °C) llega a la corteza terrestre. En algunas zonas del planeta, cerca de la superficie, las aguas subterráneas pueden alcanzar temperaturas de ebullición, y, por tanto, servir para accionar turbinas eléctricas o para calentar agua.
Entre sus inconvenientes podemos reseñar los siguientes: se pueden producir escapes de CO2 o contaminación del agua con sustancias nocivas procedentes de la corteza terrestre.
