Escrito por Más del 90% de la energía que todavía se usa hoy en la Tierra proviene de combustibles fósiles, pero los combustibles fósiles son un problema creciente. La cuestión de su sustitución surge y es inevitable. Pero, ¿cómo reemplazarlos?
El hombre busca hoy reemplazar las fuentes de energía por la contaminación múltiple que ocasiona y su impacto en el medio ambiente, pero también (y sobre todo) por el costo cada vez más importante de compra, extracción y uso de estas fuentes de energía.
El futuro suministro energético pasará seguramente por energías renovables, que para algunas están todavía en fase experimental y para otras que están en auge (como la solar) gracias al ahorro generado y su falta de impacto en el medio ambiente.
Estas energías son la energía solar, la energía eólica, la energía hidroeléctrica, la energía mareomotriz, el biogás, los biocombustibles y la energía geotérmica. En este artículo nos ocuparemos de los dos primeros, a saber, la energía solar y la energía eólica, que son las principales fuentes de energía alternativas en expansión. La energía hidráulica ya se utiliza desde hace mucho tiempo en represas hidroeléctricas, por ejemplo.
Energía solar
La energía solar es una gran alternativa para la energía doméstica. Permite utilizar la luz proporcionada por los rayos del sol para producir electricidad o calor. La radiación solar se captura en paneles solares que pueden transformar la energía en calor, o calor y luego en electricidad o finalmente directamente en electricidad. Los nuevos paneles solares permiten combinar la producción de calor y electricidad.
Los paneles solares térmicos permiten calentar el agua o el aire absorbiendo los rayos del sol mediante un colector, generalmente plano, en el que circula un líquido caloportador en circuito cerrado. Una vez que el líquido se ha calentado, se puede utilizar para producir agua caliente sanitaria o agua caliente para calefacción. La transferencia de calor entre el líquido caloportador y el agua se realiza mediante un simple intercambio de calor. Es posible combinar el calentamiento de agua sanitaria y la calefacción de habitaciones mediante sensores específicos.
La conversión de energía solar en electricidad se basa en el descubrimiento de Becquerel del efecto voltaico que permite la conversión directa de la radiación solar en electricidad por la acción de fotones. Estos pondrán en movimiento los átomos de ciertos materiales semiconductores (como el sílice, el más utilizado). El calor producido por esta conversión se utiliza ahora para calentar habitaciones o agua de acuerdo con el principio utilizado anteriormente. Los dos principios se acoplan permitiendo un uso óptimo y reduciendo así el coste energético.
El principal inconveniente de esta fuente de energía es que se debe acoplar a procesos de almacenamiento, ya que la energía no se puede producir por la noche. El precio de las células fotovoltaicas también es un obstáculo para el desarrollo de la energía solar. Estas células son caras de fabricar. Los créditos fiscales otorgados por el estado (hasta el 40% del precio de compra) para promover el desarrollo de esta energía han permitido su desarrollo, pero aún queda por incrementar el precio de compra de la electricidad (dos veces menos que en Alemania por ejemplo) para aumentar aún más su uso. El uso de paneles solares para la producción de electricidad ha aumentado en Francia en los últimos años, pero se mantiene muy por detrás de Alemania con una potencia de sólo 20 MWp en 2004 frente a 794 MWp en Alemania en la misma fecha. La ventaja sobre la energía eólica, que se explica a continuación, es la ausencia de contaminación visual, ya que los sensores ocupan superficies planas y se colocan en el marco.
Para abastecer los 350 TWh que consumimos cada año, sería necesario cubrir 3.500 km² de paneles solares. Sin embargo, el edificio en Francia en 1997 era de 10.000 km². Por tanto, en teoría, es en gran medida factible. El problema estaría más en el precio de este tipo de instalaciones.
La energía eólica
La energía eólica utiliza, como su nombre indica, el viento para generar electricidad. Para ello instalamos aerogeneradores formados por 2 a 3 palas en lo alto de una torre. El número y el diámetro de las palas influirán en la cantidad de energía producida. Lógicamente, la fuerza del viento también variará la producción, por lo que hay que elegir la ubicación de los aerogeneradores para obtener la máxima eficiencia. Asimismo, el aerogenerador debe enfrentarse al viento para producir electricidad. Esto ya no es un problema hoy en día gracias a la instalación de sensores que detectan la dirección del viento y que transmiten la información al motor del aerogenerador que lo hará girar para que quede correctamente orientado.
Como se señaló anteriormente, la velocidad del viento afecta el rendimiento. Una velocidad demasiado baja no permitirá que el aerogenerador gire (la velocidad del viento debe ser superior a 15 km / h), mientras que una velocidad demasiado alta hará que el aerogenerador se detenga por razones de seguridad. Por tanto, un viento moderado y constante es la solución ideal.
La producción ronda los 500 KW por aerogenerador (para un aerogenerador de 3 palas, con un diámetro de pala de 40 cm). Pero existen todo tipo de aerogeneradores, desde los más pequeños que permiten el suministro de electricidad a equipos aislados hasta los más importantes utilizados para la producción masiva de electricidad con aerogeneradores de una potencia nominal de 5 MW (la producción anual estimada es de 17 GWh para el “5M de repotenciación”). En este último caso, se agrupan en grandes cantidades y constituyen un parque eólico. Esta potencia dependerá principalmente del diámetro del aerogenerador: un diámetro de 30 m permite una potencia de 0,3 MW mientras que un diámetro de 125 m permite la potencia máxima de 5 MW.
Los aerogeneradores no se pueden construir en todas partes: debemos lógicamente (¡y afortunadamente!) Excluir parques naturales, reservas naturales y otras áreas protegidas, áreas cercanas a una casa, una carretera o un ferrocarril para evitar cualquier riesgo de daño en caso de caída. , áreas aeroportuarias, etc.
Desarrollo en Francia
Francia tiene previsto desarrollar un gran parque eólico para 2010 que oscile entre 7.000 y 14.000 MW para satisfacer la creciente demanda de energía y los problemas asociados con las instalaciones nucleares. En 2004, la capacidad instalada en Francia era de sólo 400 MW contra 16.629 en Alemania, 8.263 en España, 6.740 en Estados Unidos, 3.117 en Dinamarca y 3.000 en India. esto mientras que Francia tiene el mejor potencial eólico después de Gran Bretaña.
El precio de los aerogeneradores puede explicar en parte el débil desarrollo de algunos países: la instalación de un aerogenerador de megavatios cuesta alrededor de 1 millón de euros.
Una implementación disputada y problemática
Cabe recordar, sin embargo, que la instalación de aerogeneradores es generalmente mal percibida por la población, que ve en ella una contaminación visual del paisaje. Los aerogeneradores ciertamente tienen un inconveniente estético, pero ¿qué pasa con las antenas de retransmisión de televisión o teléfono? torres de alta tensión (alrededor de 200.000 en Francia)? Para cumplir con estos compromisos de energía eólica, Francia debería instalar cerca de 7.000 aerogeneradores en 2010, el 20% de los cuales están en el mar.
Algunos también critican la contaminación acústica. Los aerogeneradores antiguos eran ciertamente ruidosos en ocasiones, pero la nueva generación de aerogeneradores genera un ruido de unos 50 dB (ruido en una oficina: 70 dB).
El impacto en la avifauna parecería casi insignificante ya que, según un estudio de la Liga para la Protección de las Aves (LPO), la mortalidad asociada a un aerogenerador sería de 0,4 a 1,3 aves por año. En los Estados Unidos, un estudio había estimado la mortalidad de aves en poco más de 2 aves por año por turbina. Un estudio español, sin embargo, contradice esto e indicaría que los aerogeneradores pueden provocar una verdadera masacre en las poblaciones de aves. Esto se debería, en particular, a la posición de los aerogeneradores y a su presencia en el eje migratorio de determinadas especies de aves. Por lo tanto, al instalar parques eólicos, se debe tener cuidado de no instalarlos en dicho eje.
Hay otras estimaciones de mortalidad disponibles, Dinamarca: de 20 a 25.000 aves muertas por 3500 turbinas (Clausager, 1996 en ETSU, 2000), Estados Unidos: de 10 a 40.000 aves muertas por 15.000 turbinas (Wallace et al., 2001), y Países Bajos: 20.000 aves muertas por una flota de unos 1000 MW (Estudios de la empresa Winkleman). En caso de impacto con una turbina eólica, el pájaro ciertamente no tiene posibilidades de sobrevivir ya que las palas pueden girar hasta 250 km / h.
Además del gen causado en la migración de especies de aves, también debemos considerar el impacto en el hábitat natural de determinadas especies animales. Los trabajos de instalación de aerogeneradores, los propios aerogeneradores o el ruido provocado por el funcionamiento de los aerogeneradores pueden impedir que una especie sensible acceda a un hábitat o recursos potenciales cercanos. El impacto de las turbinas eólicas en el medio ambiente natural es ciertamente limitado y menos importante que las centrales nucleares, por ejemplo, pero existe y debe tenerse en cuenta a la hora de instalar dichos parques.
¿Alternativa a la nuclear?
El desarrollo de energías alternativas en Francia es todavía demasiado débil para esperar superar la energía nuclear a corto y medio plazo. Una central nuclear produce entre 900 y 1450 MW, y hay 19 de ellos en Francia (58 reactores nucleares). La sustitución de la energía nuclear por energías alternativas no está en la agenda de Francia, país que acogerá el proyecto Iter en el emplazamiento de Cadarache. Sin embargo, podemos esperar un renovado interés en este tipo de energía con el alza de los precios del petróleo. El desarrollo de energías alternativas permitiría superar o al menos limitar inicialmente el uso del petróleo en el transporte, la dependencia energética del país y sobre todo reducir considerablemente la contaminación.
