Energía renovable y no renovable: 10 tipos de energía

De cómo se organice la matriz energética de los países, con energía renovable y no renovable, depende el tipo de planeta que recibirán futuras generaciones. Está demostrado que el acelerado cambio climático que hoy experimenta el mundo se debe a la liberación de gases de efecto invernadero que causan el calentamiento global.

El planeta muestra un rápido incremento en la temperatura global desde 1850 y la actividad humana es la principal causa de este calentamiento. Tanto el crecimiento económico como el de la población causan un aumento de emisiones, ya que están ligados a un mayor consumo de energía.

En efecto, tres cuartas partes de las emisiones globales de gases de efecto invernadero son el resultado de la quema de combustibles fósiles – fuentes no renovables – para generar energía. Con el fin de reducir emisiones y desacelerar el calentamiento global, entre otros, el mundo debe moverse hacia fuentes de energía renovables.

¿Cuál es la diferencia entre energías renovables y no renovables?

La energía no renovable proviene de fuentes que se agotarán y no se repondrán durante miles o incluso millones de años. En contraste, la energía renovable está disponible permanentemente, por lo que representa sostenibilidad a largo plazo.

El grueso de las fuentes de energía no renovable está conformado por combustibles fósiles – carbón, petróleo y gas – que representaron el 84 por ciento de la energía primaria producida en 2019. Estas fuentes de energía no renovable todavía dominan la matriz energética mundial.

Esto es debido a que, anteriormente, los combustibles fósiles eran las fuentes de energía más económicas. Sin embargo, en la última década ha habido un cambio y la energía de fuentes renovables es ahora más barata en la mayoría de países.

Además, a diferencia de los combustibles fósiles, las fuentes de energía renovable siguen una curva de aprendizaje. Quiere decir, que el precio de la energía renovable disminuye en la misma fracción con cada duplicación de la capacidad instalada acumulada. Por esta razón, la expectativa es que la diferencia de precio entre combustibles fósiles caros y renovables baratos se hará todavía mayor en el futuro.

Fuentes de energía renovables

Las fuentes de energía renovable son las más limpias disponibles. Esto significa que no causan muertes ni contaminan el medio ambiente con emisiones de gases de efecto invernadero a la escala de los combustibles fósiles.

Energía solar

Una de las principales ventajas de la energía solar fotovoltaica es que utiliza el recurso de energía renovable más abundante del planeta: el sol.

La capacidad total de energía instalada en el mundo a partir de paneles fotovoltaicos aumentó en un contundente 4.300 por ciento entre 2007 y 2017. Este incremento refleja la reducción en los precios de este tipo de tecnología. En efecto, el costo de los módulos solares decreció un 99,6 por ciento entre 1976 y 2019, quedando por debajo de USD $0,5 por vatio.

Las emisiones generadas por la energía solar apenas alcanzan las cinco toneladas por gigavatio/hora de electricidad. El principal reto a superar para este tipo de energía ha sido el almacenamiento. Sin embargo, el desarrollo de baterías y su costo competitivo a través de economías de escala favorece la actual eliminación de este obstáculo.

Energía eólica

La energía eólica captura el viento natural del entorno y convierte el movimiento en energía mecánica. Este tipo de energía es baja en emisiones, con solo cuatro toneladas – emisiones indirectas – por cada gigavatio/hora de electricidad.

La capacidad eólica acumulada en todo el mundo pasó de 23.900 megavatios en 2001 a más de 539.000 megavatios en 2017. El incremento también obedece a la reducción en su precio a medida que aumenta la capacidad instalada. De hecho, la industria eólica terrestre logró una tasa de aprendizaje del 23 por ciento. Por lo tanto, con cada duplicación de la capacidad, la reducción del costo es casi una cuarta parte del valor inicial.

A nivel global, la energía eólica pasó de generar 346 teravatios/hora en 2010 a 1.590 teravatios/hora en 2020. Esto la ubica como la segunda fuente renovable que mayor energía está generando en el mundo.

Energía hidráulica

Esta fuente opera a partir de la conversión de la energía de las corrientes de agua en electricidad. Hoy, es la fuente renovable con mayor generación en el mundo. En total, representa el 6,7 por ciento de la producción eléctrica mundial. Sin embargo, su participación en la energía producida por renovables, excluyendo biocombustibles, llega a un 60 por ciento.

Mientras que en 2010, la energía hidráulica generó 3.385 teravatios/hora a nivel global, la cifra aumentó a 4.355 teravatios/hora en 2020. En materia de emisiones, esta fuente produce 34 toneladas por gigavatio/hora de electricidad.

Sin embargo, las emisiones de CO2 ocurren durante la construcción de las centrales, resultado de las grandes cantidades de cemento utilizadas. Por otro lado, la pérdida de vegetación en áreas inundadas produce metano, debido a la descomposición de la materia bajo el agua.

Aún así, la energía hidráulica sigue siendo una fuente de energía baja en emisiones.

Biomasa

La categoría de biomasa que representa una porción significativa de transacciones energéticas a nivel mundial es la de los biocombustibles. Los biocombustibles modernos, como el bioetanol y el biodiesel, se elaboran a partir de cultivos de maíz, caña de azúcar, cáñamo y mandioca. Hoy, éstos son una fuente de energía importante para el transporte en regiones como América del Norte, América Latina, Europa y Asia Pacífica.

Las emisiones por esta fuente de energía varían, de acuerdo a factores como las formas de cultivo y el procesamiento de las fuentes biogenéticas. En efecto, las emisiones pueden ser tan bajas como 78 toneladas, o tan altas como 230 toneladas por gigavatio/hora de electricidad. Aún así, esta fuente de energía emite menos que la quema de combustibles fósiles.

Un campo tecnológico de la producción de biocombustibles relativamente nuevo es el uso de desechos, grasas animales y residuos de aceite de cocina para producir combustibles. A través de este proceso se extrae valor de residuos que, de otro modo, se convertirían en desperdicios.

Energía geotérmica

La energía geotérmica se deriva del calor interno de la Tierra. A gran escala, los depósitos subterráneos de vapor y agua caliente se extraen a través de pozos de hasta dos kilómetros o más de profundidad para generar electricidad. A menor escala, algunos edificios aprovechan bombas de calor geotérmicas para calefacción y refrigeración, aprovechando las diferentes temperaturas subterráneas.

Cabe resaltar que la tecnología geotérmica solo puede desarrollarse en lugares con condiciones geológicas específicas. Por esta razón, los países con las regiones volcánicas y tectónicas más activas son los que cuentan con los principales desarrollos geotérmicos. Un ejemplo de esto es Islandia. Allí, más del 90 por ciento de la calefacción de espacios y más del 27 por ciento de la electricidad proviene de la energía geotérmica.

Ésta es, además, una tecnología respetuosa con el medio ambiente, en la medida en que genera pocas o cero emisiones de gases de efecto invernadero. No obstante, si se desarrolla de manera irresponsable, las temperaturas subterráneas pueden verse afectadas.

Energía mareomotriz

La energía mareomotriz es otra fuente renovable que convierte el movimiento natural de las mareas en electricidad. Para que esto se dé, la diferencia entre marea baja y alta debe ser como mínimo de cinco metros.

A pesar de que la energía mareomotriz es una fuente fácil de instalar, sin emisiones directas de gases de efecto invernadero y con un impacto ambiental relativamente bajo, su implementación ha sido lenta y el volumen de energía generada no es elevado. Esto se debe, en gran medida, a los requerimientos específicos que tienen que cumplir los sitios aptos para la instalación de una central.

Actualmente, una de las centrales de energía mareomotriz más grandes del mundo está en el lago Sihwa en Corea del Sur. Sin embargo, se estima que son China, Francia, Inglaterra, Canadá y Rusia los países con mayor potencial para el desarrollo de este tipo de energía.

Ejemplos de energía no renovable

Carbón

Cuando se quema, el carbón es el combustible fósil más intensivo en emisiones. Cada gigavatio/hora de electricidad generado con carbón resulta en 820 toneladas de CO2.

Por otro lado, las partículas que resultan de su combustión pueden ser perjudiciales para la salud humana. Además, este combustible fósil contiene otros elementos que causan problemas de contaminación, como azufre, nitrógeno, mercurio y metales pesados.

Aún así, entre 2009 y 2019 el consumo de carbón para generación de energía incrementó en un 9,22 por ciento. En 2019, éste contribuyó con un 27 por ciento a la energía primaria en el mundo y, en 2020, con un 33,7 por ciento a la electricidad. Actualmente, el carbón representa la mayor fuente de electricidad a nivel mundial.

Petróleo

Las actuales reservas de petróleo se formaron hace millones de años, cuando organismos muertos se hundieron hasta el fondo del océano y fueron enterrados bajo depósitos de roca sedimentaria. Hoy, aproximadamente el 71 por ciento del consumo mundial de petróleo está asociado a la elaboración de combustible para sistemas de transporte.

El petróleo no está lejos del carbón en materia de emisiones. Un total de 720 toneladas de CO2 se generan por cada gigavatio/hora de electricidad con petróleo. Puesto en contexto, esto representa 180 veces más emisiones de las que se producen en la generación de electricidad con fuentes eólicas.

Entre 2009 y 2019, el consumo de petróleo incrementó en un 14,9 por ciento en el mundo. Esta es, además, la mayor fuente de energía hoy, con una cuota del 33 por ciento en la matriz global de energía primaria.

Gas

El gas es, principalmente, metano con cantidades más pequeñas de otros hidrocarburos. En la última década, es el combustible fósil con mayor incremento en la matriz energética mundial. En efecto, entre 2009 y 2019, el consumo global de gas creció un 33,6 por ciento, con 39.292 teravatios/hora consumidos en 2019.

Este combustible fósil genera emisiones de 490 toneladas de CO2 por cada gigavatio/hora de electricidad. Su principal uso es la calefacción doméstica o industrial y la generación de electricidad.

A pesar de reducir las emisiones a la mitad si se le compara con las del carbón, el metano es un potente gas de efecto invernadero en sí mismo, con casi 34 veces el impacto del CO2. Durante su proceso de extracción, éste puede escapar a la atmósfera y así contribuir al cambio climático.

Energía nuclear

La energía nuclear solo produce tres toneladas de CO2 por gigavatio/hora de electricidad. Pero a pesar de ser la fuente de energía más baja en emisiones, el consumo de energía primaria de fuentes nucleares ha decrecido en la última década. Entre 2010 y 2019, su consumo pasó del 5,2 por ciento al 4,3 por ciento.

Entre las variables que pueden explicar este descenso está el hecho de que en los últimos diez años, la electricidad procedente de energía nuclear incrementó en precio. En cierta medida, esto se debe a una mayor regulación de la energía nuclear para hacerla más segura. Además, esta fuente actualmente no se beneficia de economías de escala, por la poca construcción de nuevas plantas en el mundo.

¿Qué porcentaje aporta la energía nuclear a la producción de electricidad en el mundo?

A nivel mundial, alrededor del 10 por ciento de la electricidad proviene de la energía nuclear. Sin embargo, algunos países dependen significativamente de ella. En 2020 la energía nuclear proporcionó el 67 por ciento de la electricidad en Francia y el 30 por ciento en Suecia.

La generación de desechos radiactivos resultante del uso de uranio y otros componentes es la mayor preocupación en el desarrollo de plantas nucleares. Aún así, la energía nuclear está entre las más seguras con solo 0,07 muertes por teravatio/hora de energía. En contraste, el carbón y el petróleo dejan 24,6 y 18,4 muertes por teravatio/hora de energía respectivamente.

Energía renovable y no renovable ¿Cómo atender la demanda de energía del planeta sin incrementar las emisiones?

El crecimiento económico y demográfico de un país incrementa su demanda energética.

Lo que esta lista muestra es que, contrario a lo que en principio muchos creerían, el incremento en el consumo energético de fuentes renovables en años recientes no es el resultado de la reducción del consumo de energía de combustibles fósiles. En lugar de reducir su uso, en 2019 el mundo estaba emitiendo un 50 por ciento más que en el año 2000 y las emisiones siguen aumentando.

Hoy, la única forma de limitar el cambio climático acelerado es reducir rápidamente las emisiones de gases de efecto invernadero. Una solución es implementar más fuentes bajas en emisiones. A su favor está, además, que la energía limpia tiene mucho más que aportar que simplemente ser respetuosa con el medio ambiente. El sector crea empleos, hace que las redes eléctricas sean más resistentes, amplía el acceso a la energía en los países en desarrollo y ayuda a reducir las facturas de energía para la población.

Cuanto más infraestructura para generación de energía con bajas emisiones de carbono se construya hoy, más se compensará el crecimiento económico y demográfico del planeta.