El problema energético

Principio de conservación y transformación de la energía: la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

En cualquier transformación energética parte de la energía inicial se disipa como calor y no se puede volver a utilizar. Esta pérdida de energía útil se denomina degradación de la energía y es el origen del problema energético.

Las soluciones son: búsqueda y desarrollo de fuentes de energía alternativas, consumo eficiente y cooperación entre países para el mejor aprovechamiento y distribución de los recursos energéticos disponibles.

Energía primaria y energía final

Energía primaria: es la contenida en las fuentes de energía. Para que esté disponible para el consumo deben realizarse diversas operaciones de transformación y transporte.

Energía final: es la que se utiliza en los puntos de consumo, como la energía eléctrica en los domicilios.

En los procesos de transformación y transporte siempre hay pérdidas.

Energía primaria = Energía final + energía perdida de transporte + energía perdida en otras operaciones.

Los combustibles y el transporte

Los combustibles fósiles son el petróleo, el carbón y el gas natural. Son restos orgánicos que vivieron hace millones de años. Continúan siendo la principal fuente de energía: casi el 90%. Sus reservas son limitadas y se van agotando. Además, su impacto ambiental ha sido muy negativo por la emisión de gases contaminantes y de CO2 (principal gas responsable del efecto invernadero).

Transporte y energía

El sector del transporte ha pasado a ser el sector que más energía consume, sobre todo gasolina y gasóleo. Aproximadamente el 40% de la energía final consumida en España corresponde al transporte. Ello ha traído consecuencias negativas: mayor dependencia del petróleo, incremento de la emisión de gases de efecto invernadero y de otros contaminantes.

Hacia un transporte inteligente

El consumo energético en el transporte ha planteado problemas: incremento del consumo energético, aumento de la dependencia del petróleo, contaminación atmosférica y acústica, etc. Las medidas para un uso más eficiente son:

  • Incremento de la utilización de medios de transporte público y bicicleta.
  • Conducción eficiente de los vehículos: velocidad adecuada, correcta utilización de las marchas, etc.
  • Fabricación de vehículos con menor consumo de combustible y diseños más aerodinámicos.
  • Desarrollo de combustibles alternativos al petróleo, como los biocombustibles o el gas natural.
  • Desarrollo de nuevos sistemas de propulsión, como el hidrógeno y la electricidad.

El consumo energético doméstico

El consumo energético doméstico representa casi la quinta parte de la energía consumida en España, además, se va incrementando por la mejora del equipamiento doméstico. Desde el año 2007 los nuevos edificios deben tener la certificación energética en función de sus características de aislamiento, sistema de calefacción, agua caliente y aire acondicionado.

Según su procedencia, la energía consumida en las viviendas españolas se distribuye:

  • La fuente principal de energía es el petróleo, cubre la tercera parte de la energía consumida en viviendas españolas.
  • La utilización de la energía eléctrica cubre otra tercera parte del consumo energético doméstico.
  • El gas natural es la fuente de energía que más ha incrementado su uso en los hogares durante los últimos años.
  • El carbón como fuente de energía va desapareciendo y apenas cubre actualmente el 1% de la demanda energética.

El consumo energético de un hogar depende de diversos factores:

  • La zona climática. En algunos lugares no se necesita calefacción a lo largo del año.
  • La calidad del aislamiento de paredes y ventanas. Un buen aislamiento reduce a la mitad el consumo energético en calefacción.
  • El equipamiento del hogar, es decir, el número y tipo de electrodomésticos.
  • El grado de eficiencia con que se utilizan los sistemas de calefacción y agua caliente y los equipamientos.

El ahorro de energía en casa

Instalaciones fijas de calefacción y agua caliente: un buen sistema de aislamiento, elección de calderas de alto rendimiento energético, ajuste de la temperatura de calefacción a las necesidades reales, mantenimiento óptimo de los sistemas y de los aparatos, adopción de pautas de conducta adecuadas (ventilar 10 min las habitaciones, ducharse en vez de bañarse, apagar la calefacción por la noche, etc).

Equipamiento doméstico: compra electrodomésticos con etiquetas de eficiencia energética, compra de electrodomésticos adecuados a las necesidades reales, mantenimiento adecuado y limpieza de los electrodomésticos y de los equipos, sustitución de las lámparas de incandescencia por las de bajo consumo, adopción de pautas de conducta adecuadas (no mantener abierto el frigorífico más de lo necesario, no dejar luces encendidas, utilizar las lavadoras y lavavajillas en plena carga, no mantener ‘en espera’ los televisores, etc).

Aprovechamiento de energías renovables con paneles solares, pequeños aerogeneradores para la energía eólica y calderas de biomasa.

Centrales eléctricas que utilizan combustibles fósiles

La electricidad es una forma de energía limpia, cómoda y versátil. Es la forma de energía más utilizada en la vida cotidiana.

La energía eléctrica se produce a gran escala en las centrales eléctricas; desde ellas se distribuye mediante estaciones transformadoras a los usuarios. Las centrales termoeléctricas producen energía eléctrica a partir de la energía química de un combustible (que puede ser un combustible fósil, biomasa o residuos urbanos). Más del 95% de la energía eléctrica generada en estas centrales se produce a partir de combustibles fósiles.

Central termoeléctrica clásica

1. En los quemadores se queman los combustibles. 2. Caldera donde se calienta el agua y se transforma en vapor. 3. El vapor mueve la turbina que transmite su giro al alternador en el que se genera la energía eléctrica. 4. Alternador / 5. Transformador / 6. En el condensador el vapor se convierte de nuevo en agua. 7. Torre de refrigeración.

Para saber más. Las centrales eléctricas convierten la energía obtenida de una fuente de energía primaria en energía eléctrica. Se denominan centrales termoeléctricas clásicas a las que utilizan combustibles fósiles como fuente primaria. La energía química contenida en los combustibles fósiles se transforma en energía térmica al quemarlos y se utiliza para calentar un fluido. Parte de esta energía térmica se transforma en energía mecánica de rotación cuando el fluido caliente incide sobre los álabes de una turbina y la hace girar. El eje rotor de la turbina está acoplado al eje del alternador, que es un conjunto de espiras de cable en el interior de un campo magnético. El giro del alternador genera corriente eléctrica debido al fenómeno de la inducción electromagnética: la energía mecánica de rotación se transforma en energía eléctrica.

Combustibles fósiles utilizados

Los combustibles fósiles utilizados en las centrales termoeléctricas son el petróleo, el carbón y el gas natural. Las centrales que utilizan fuel como combustible dejaron de construirse y se utilizan para cubrir los momentos de una fuerte demanda energética. Actualmente se tiende a incrementar la utilización del gas natural respecto al carbón como combustible.

Ventajas y desventajas de las centrales termoeléctricas

Las centrales termoeléctricas que utilizan combustibles fósiles producen más del 60% de la energía eléctrica consumida en España.

  • Ventajas: su funcionamiento no depende de las condiciones meteorológicas, la tecnología en la que se basan está muy desarrollada y el transporte de combustibles fósiles a las centrales es fácil y relativamente barato, además la unidad de energía producida es mucho más barata.
  • Desventajas: tienen un gran impacto ambiental. Todas ellas emiten grandes cantidades de CO2 a la atmósfera (principal gas de efecto invernadero), las que utilizan carbón o derivados del petróleo generan óxidos de nitrógeno y azufre, muy contaminantes y causantes de la lluvia ácida.