El futuro de la energía en Europa

1993/06/01 Aizpurua Sarasola, Joxerra Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Energia

Uso de combustibles con mayor rendimiento

En Europa la mayor parte de la energía se utiliza para obtener electricidad. Por tanto, el rendimiento de transformación de la energía de los combustibles en energía eléctrica es muy importante. El rendimiento del ciclo de vapor en la mayoría de las centrales es del 40%. Es posible incrementar este número hasta un 55% mediante la integración de sistemas que aprovechen el calor residual en el proceso tecnológico.

Las células de combustible son otra forma de generar electricidad. Se asemejan a las pilas, pero funcionan con combustibles que producen electricidad en la propia célula al oxidarse hidrógeno, metano u otro combustible. Todavía no son muy utilizados por problemas de coste y durabilidad, pero teniendo en cuenta su alto rendimiento (65%) y su baja contaminación, en el futuro se abrirán las puertas.

En el norte de Europa la calefacción consume mucha energía. A pesar de que en los últimos años se ha conseguido un buen nivel de ahorro energético, todavía es posible mejorar dicho nivel mediante la triple acristalamiento de ventanas y la utilización de energía solar para calefacción.

Si se reduce la contaminación atmosférica procedente de la combustión de combustibles fósiles, los combustibles fósiles serán utilizados durante mucho tiempo en el futuro.

La bomba de calor es un elemento muy apropiado para la generación de calor. The air at a temperature of 5°C or 19°C by the heat pump flows at 55°C or 60°C. Dado que la energía suministrada a la bomba de calor en esta transformación es del 20% al 50% de la energía térmica aportada por la misma, el rendimiento oscila entre el 200% y el 500%. La energía térmica puede extraerse del suelo, del aire o de cualquier fuente de baja temperatura. No obstante y con el fin de mejorar el rendimiento, se pueden utilizar fuentes más calientes como alcantarillas y calores residuales de procesos industriales.

La electricidad puede generarse junto con el calor útil. En Alemania, por ejemplo, los sistemas que producen electricidad y vapor a temperaturas superiores a 100 °C son convencionales. En Dinamarca el 20% del agua caliente y la calefacción doméstica se obtiene por este método.

Mejor combustión del carbón

El precio del petróleo ha sufrido grandes descensos, a menudo con la economía de toda la tierra. Una de las vías para hacer frente a esta situación es recurrir a energías alternativas.

Europa tiene mucho carbón en el subsuelo, pero su uso genera muchos problemas. Las calderas alimentadas con carbón para la obtención de vapor en centrales eléctricas cuentan con un sistema de lavado de gases quemados. Este sistema separa el polvo volátil de la ceniza sólida. Pero de las llamas (a 1500 ºC) se desprenden gases nocivos como óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno y hollín. Para evitar la emisión a la atmósfera de estos elementos contaminantes se han realizado numerosos estudios. Las instalaciones necesarias para ello son grandes y costosas. Además, debido a que los materiales extraídos contienen metales pesados y otras sustancias peligrosas, se generan otros problemas para su eliminación.

La vía de la biomasa es similar a la del reciclaje. Mientras el primero aprovecha los restos de bosques y animales, el segundo aprovecha los restos humanos y industriales.

Las calderas de fondo fluido (es decir, aquellas que queman partículas de combustibles y otros materiales en corrientes de aire) pueden presentar una solución al problema mencionado. En ellas las corrientes de aire flotan mezclando polvo de carbón y arena como si de una tormenta de arena se tratara. El fondo fluido trabaja a una temperatura de 850ºC, lo que reduce la emisión de contaminantes a la atmósfera.

No obstante, esta técnica se encuentra en fase experimental y todavía se requerirá más tiempo e investigación para poder acceder a la vía comercial normal.

Biomasa

En la década de los setenta se puso de moda en Europa la energía por biomasa. La biomasa está constituida por plantas energéticas y arenas biológicas. Se ha investigado mucho sobre paja, madera y residuos orgánicos y aunque en algunos casos se ha considerado que los residuos agrícolas y forestales podrían ser un sustituto de los combustibles fósiles, hay que tener en cuenta que el potencial europeo de la biomasa en estos momentos es sólo un 5% de las necesidades energéticas.

La mayor parte de la biomasa existente en Europa es de origen agrícola o forestal. Por tanto, cualquier hipótesis sobre la biomasa deberá tener en cuenta la política agraria de la Comunidad Económica Europea. El coste económico de la biomasa es el correspondiente a la recogida y transporte del material. Por tanto, dependiendo del lugar y la forma en que se encuentre el material, el coste económico puede ser mayor o menor. La afección al medio ambiente puede ser alta o baja. Por ejemplo, las calderas que utilizan paja y madera en toda Europa se han convertido en convencionales, pero la contaminación atmosférica que generan es inaceptable.

La biomasa, el metano, se produce por la fermentación de las bacterias en los residuos animales. El biogás es el uso más limpio de biomasa conocido hasta ahora. El metano se puede utilizar para calentar la casa o al mismo tiempo para generar calor y electricidad.

Energía solar

Existen importantes programas para la obtención de electricidad o calor en toda la tierra a partir de energía solar. La energía por metro cuadrado y año que puede suministrar un colector solar ubicado en Dinamarca, en alta latitud, con una pendiente de 45º es de 1.200 kWh, y la energía que se puede utilizar de esta energía es como máximo la mitad. El 70% de los 3.500 sistemas de calefacción solar ya instalados en Dinamarca generan agua caliente sanitaria y el resto generan agua caliente y electricidad. La tecnología ya está desarrollada, pero el coste es demasiado elevado.

La central mareomotriz de La Rance es la única de este tipo en el suelo. A través de la marea marina, a pesar de ser una fuente de energía limpia, genera problemas ecológicos, ya que la construcción de la central ha supuesto la obstrucción de la bahía.

Sin embargo, en edificios con buen aislamiento y calefacción solar, se requiere la mitad de la energía de calefacción que en los convencionales.

En las células solares fotovoltaicas, la energía radiante solar se transforma en electricidad de corriente continua. Tanto los rayos directos del sol como la luz difusa de la atmósfera son válidos en este proceso. Al no existir movimiento, las células tienen una larga duración. El único problema es que se necesita una gran superficie para obtener electricidad.

Energía geotérmica

La energía geotérmica consiste en aprovechar el calor que hay dentro del suelo.

En la década de 1975-1985 la producción eléctrica basada en recursos geotérmicos creció un 10% cada año y en 1985 alcanzó los 4.800 MW. La potencia geotérmica utilizada ese mismo año para calefacción, agricultura, etc. fue de 7.100 MW.

Sin embargo, la energía geotérmica se explota en muy pocos lugares. Toda la potencia de generación eléctrica de energía geotérmica en la Comunidad Europea (460 MW) se encuentra en Italia. Las alternativas que ofrecerá el citado vial en el año 2000 serán de 1.500 MW (eléctricos) y 7.000 MW (para calefacción), lo que supone el 1% del consumo energético de la Comunidad Europea durante ese año.

Este tipo de energía tiene importantes costes económicos. Los costes de perforación pueden ser elevados, pero la capacidad de corrosión de las aguas geotérmicas implica mayores costes, ya que los sistemas de distribución y los centros de potencia requieren el empleo de material especial.

La investigación tecnológica en este campo puede tener ventajas notables. Precisamente en el Reino Unido se están estudiando sistemas de recuperación de calor a partir de la roca seca caliente y el futuro de la energía geotérmica se determinará en función del éxito obtenido en estas investigaciones.

Molinos de viento

A mediados de los setenta se inició el desarrollo moderno de los molinos de viento, especialmente para la producción de electricidad.

El desarrollo de los molinos de viento se ha realizado de dos maneras. Por un lado, se han instalado pequeñas instalaciones en torno a los megavatios. Dinamarca es el país donde más se ha desarrollado esta tecnología en Europa. Actualmente hay 15 grandes sistemas y 2.000 pequeños en funcionamiento. Desde el punto de vista tecnológico se dieron pasos perversos en la pasada década, como la mejora de los diseños y la reducción del coste de las turbinas.

En este momento, el objetivo es que la energía eólica llegue al nivel comercial de otros tipos de energía, lo que implica mejoras en la fabricación de materiales y aerodinámica.

Observaciones finales

El molino de viento no es un camino lento para poder utilizarlo como fuente de energía en zonas de fuerte viento. No obstante, su estética es poco espectacular y su ubicación en los altos de los montes hace que los pájaros migratorios puedan chocar.

La mayor parte de la energía consumida en Europa se basa principalmente en el petróleo, el carbón y los combustibles nucleares. Entre las energías renovables, la hidráulica es la más utilizada hasta el momento. Dada la capacidad teórica de otras energías renovables, su explotación económica se encuentra relativamente alejada de estos niveles. Su desarrollo depende en gran medida de la demanda, el clima, la topografía, la geología y la hidrología.

Las previsiones del EVE para el año 2000 contemplan un consumo energético de 1.100 millones de toneladas equivalentes de petróleo. De esta necesidad energética se espera que el 5% se cubra con energías renovables. Aunque esta cantidad parece pequeña, hay que recordar que actualmente sólo se satisface un 2%.

Si el petróleo sigue siendo barato, se corre el riesgo de implementar las energías renovables más lentamente de lo previsto. Sin embargo, hay que pensar que apostar por las energías renovables es adelantarse al inmigrante. Por tanto, las inversiones realizadas en esta línea tienen futuro.

El siguiente esquema muestra la sección de un molino de viento en Dinamarca. Puede dar una potencia de 2 MW en caso de fuertes vientos.