O futuro da enerxía en Europa

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

• Energia

Uso de combustibles con maior rendemento

En Europa a maior parte da enerxía utilízase paira obter electricidade. Por tanto, o rendemento de transformación da enerxía dos combustibles en enerxía eléctrica é moi importante. O rendemento do ciclo de vapor na maioría das centrais é do 40%. É posible incrementar este número até un 55% mediante a integración de sistemas que aproveiten a calor residual no proceso tecnolóxico.

As células de combustible son outra forma de xerar electricidade. Aseméllanse ás pilas, pero funcionan con combustibles que producen electricidade na propia célula ao oxidarse hidróxeno, metano ou outro combustible. Aínda non son moi utilizados por problemas de custo e durabilidad, pero tendo en conta o seu alto rendemento (65%) e a súa baixa contaminación, no futuro abriranse as portas.

No norte de Europa a calefacción consome moita enerxía. A pesar de que nos últimos anos conseguiuse un bo nivel de aforro enerxético, aínda é posible mellorar devandito nivel mediante a tripla acristalamiento de xanelas e a utilización de enerxía solar paira calefacción.

Si redúcese a contaminación atmosférica procedente da combustión de combustibles fósiles, os combustibles fósiles serán utilizados durante moito tempo no futuro.

A bomba de calor é un elemento moi apropiado paira a xeración 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 a enerxía fornecida á bomba de calor nesta transformación é do 20% ao 50% da enerxía térmica achegada pola mesma, o rendemento oscila entre o 200% e o 500%. A enerxía térmica pode extraerse do chan, do aire ou de calquera fonte de baixa temperatura. No entanto e co fin de mellorar o rendemento, pódense utilizar fontes máis quentes como sumidoiros e calores residuais de procesos industriais.

A electricidade pode xerarse xunto coa calor útil. En Alemaña, por exemplo, os sistemas que producen electricidade e vapor a temperaturas superiores a 100 °C son convencionais. En Dinamarca o 20% da auga quente e a calefacción doméstica obtense por este método.

Mellor combustión do carbón

O prezo do petróleo sufriu grandes descensos, a miúdo coa economía de toda a terra. Una das vías paira facer fronte a esta situación é recorrer a enerxías alternativas.

Europa ten moito carbón no subsolo, pero o seu uso xera moitos problemas. As caldeiras alimentadas con carbón paira a obtención de vapor en centrais eléctricas contan cun sistema de lavado de gases queimados. Este sistema separa o po volátil da cinza sólida. Pero das chamas (a 1500 ºC) despréndense gases nocivos como óxidos de xofre, óxidos de nitróxeno e hollín. Paira evitar a emisión á atmosfera destes elementos contaminantes realizáronse numerosos estudos. As instalacións necesarias paira iso son grandes e custosas. Ademais, debido a que os materiais extraídos conteñen metais pesados e outras sustancias perigosas, xéranse outros problemas paira a súa eliminación.

A vía da biomasa é similar á da reciclaxe. Mentres o primeiro aproveita os restos de bosques e animais, o segundo aproveita os restos humanos e industriais.

As caldeiras de fondo fluído (é dicir, aquelas que queiman partículas de combustibles e outros materiais en correntes de aire) poden presentar una solución ao problema mencionado. Nelas as correntes de aire flotan mesturando po de carbón e area coma se dunha tormenta de area tratásese. O fondo fluído traballa a unha temperatura de 850ºC, o que reduce a emisión de contaminantes á atmosfera.

No entanto, esta técnica atópase en fase experimental e aínda se requirirá máis tempo e investigación paira poder acceder á vía comercial normal.

Biomasa

Na década do setenta púxose de moda en Europa a enerxía por biomasa. A biomasa está constituída por plantas enerxéticas e areas biolóxicas. Investigouse moito sobre palla, madeira e residuos orgánicos e aínda que nalgúns casos considerouse que os residuos agrícolas e forestais poderían ser un substituto dos combustibles fósiles, hai que ter en conta que o potencial europeo da biomasa nestes momentos é só un 5% das necesidades enerxéticas.

A maior parte da biomasa existente en Europa é de orixe agrícola ou forestal. Por tanto, calquera hipótese sobre a biomasa deberá ter en conta a política agraria da Comunidade Económica Europea. O custo económico da biomasa é o correspondente á recollida e transporte do material. Por tanto, dependendo do lugar e a forma en que se atope o material, o custo económico pode ser maior ou menor. A afección ao medio ambiente pode ser alta ou baixa. Por exemplo, as caldeiras que utilizan palla e madeira en toda Europa convertéronse en convencionais, pero a contaminación atmosférica que xeran é inaceptable.

A biomasa, o metano, prodúcese pola fermentación das bacterias nos residuos animais. O biogás é o uso máis limpo de biomasa coñecido até agora. O metano pódese utilizar paira quentar a casa ou ao mesmo tempo paira xerar calor e electricidade.

Enerxía solar

Existen importantes programas paira a obtención de electricidade ou calor en toda a terra a partir de enerxía solar. A enerxía por metro cadrado e ano que pode fornecer un colector solar situado en Dinamarca, en alta latitude, cunha pendente de 45º é de 1.200 kWh, e a enerxía que se pode utilizar desta enerxía é como máximo a metade. O 70% dos 3.500 sistemas de calefacción solar xa instalados en Dinamarca xeran auga quente sanitaria e o resto xeran auga quente e electricidade. A tecnoloxía xa está desenvolvida, pero o custo é demasiado elevado.

A central mareomotriz da Rance é a única deste tipo no chan. A través da marea mariña, a pesar de ser una fonte de enerxía limpa, xera problemas ecolóxicos, xa que a construción da central supuxo a obstrución da bahía.

Con todo, en edificios con bo illamento e calefacción solar, requírese a metade da enerxía de calefacción que nos convencionais.

Nas células solares fotovoltaicas, a enerxía radiante solar transfórmase en electricidade de corrente continua. Tanto os raios directos do sol como a luz difusa da atmosfera son válidos neste proceso. Ao non existir movemento, as células teñen una longa duración. O único problema é que se necesita una gran superficie paira obter electricidade.

Enerxía geotérmica

A enerxía geotérmica consiste en aproveitar a calor que hai dentro do chan.

Na década de 1975-1985 a produción eléctrica baseada en recursos geotérmicos creceu un 10% cada ano e en 1985 alcanzou os 4.800 MW. A potencia geotérmica utilizada ese mesmo ano paira calefacción, agricultura, etc. foi de 7.100 MW.

Con todo, a enerxía geotérmica explótase en moi poucos lugares. Toda a potencia de xeración eléctrica de enerxía geotérmica na Comunidade Europea (460 MW) atópase en Italia. As alternativas que ofrecerá o citado viario no ano 2000 serán de 1.500 MW (eléctricos) e 7.000 MW (paira calefacción), o que supón o 1% do consumo enerxético da Comunidade Europea durante ese ano.

Este tipo de enerxía ten importantes custos económicos. Os custos de perforación poden ser elevados, pero a capacidade de corrosión das augas geotérmicas implica maiores custos, xa que os sistemas de distribución e os centros de potencia requiren o emprego de material especial.

A investigación tecnolóxica neste campo pode ter vantaxes notables. Precisamente no Reino Unido están a estudarse sistemas de recuperación de calor a partir da roca seca quente e o futuro da enerxía geotérmica determinarase en función do éxito obtido nestas investigacións.

Muíños de vento

A mediados do setenta iniciouse o desenvolvemento moderno dos muíños de vento, especialmente paira a produción de electricidade.

O desenvolvemento dos muíños de vento realizouse de dúas maneiras. Por unha banda, instaláronse pequenas instalacións ao redor dos megawatts. Dinamarca é o país onde máis se desenvolveu esta tecnoloxía en Europa. Actualmente hai 15 grandes sistemas e 2.000 pequenos en funcionamento. Desde o punto de vista tecnolóxico déronse pasos perversos na pasada década, como a mellora dos deseños e a redución do custo das turbinas.

Neste momento, o obxectivo é que a enerxía eólica chegue ao nivel comercial doutros tipos de enerxía, o que implica melloras na fabricación de materiais e aerodinámica.

Observacións finais

O muíño de vento non é un camiño lento paira poder utilizalo como fonte de enerxía en zonas de forte vento. No entanto, a súa estética é pouco espectacular e a súa localización nos altos dos montes fai que os paxaros migratorios poidan chocar.

A maior parte da enerxía consumida en Europa baséase principalmente no petróleo, o carbón e os combustibles nucleares. Entre as enerxías renovables, a hidráulica é a máis utilizada até o momento. Dada a capacidade teórica doutras enerxías renovables, a súa explotación económica atópase relativamente afastada destes niveis. O seu desenvolvemento depende en gran medida da demanda, o clima, a topografía, a xeoloxía e a hidrología.

As previsións do EVE paira o ano 2000 contemplan un consumo enerxético de 1.100 millóns de toneladas equivalentes de petróleo. Desta necesidade enerxética espérase que o 5% cúbrase con enerxías renovables. Aínda que esta cantidade parece pequena, hai que lembrar que actualmente só se satisfai un 2%.

Se o petróleo segue sendo barato, córrese o risco de implementar as enerxías renovables máis lentamente do previsto. Con todo, hai que pensar que apostar polas enerxías renovables é adiantarse ao inmigrante. Por tanto, os investimentos realizados nesta liña teñen futuro.

O seguinte esquema mostra a sección dun muíño de vento en Dinamarca. Pode dar una potencia de 2 MW en caso de fortes ventos.