Fuentes y tecnologías de energías renovables
¿Qué es la energía renovable?
Probablemente has oído el término "energía renovable" en la misma frase que calentamiento global y cambio climático. ¿Pero qué es exactamente la energía renovable? ¿Y por qué es tan importante?
La energía renovable hace referencia a las fuentes de energía natural o los procesos de producción que pueden reponerse o reproducirse continuamente. Por ejemplo, nunca nos quedaremos sin viento y luz solar. De hecho, las turbinas eólicas y los paneles solares están entre las principales fuentes de energía renovable.
Además de la disponibilidad infinita, las fuentes de energía renovable (o "renovables") generalmente crean menos contaminación que sus homólogas no renovables, lo que las convierte en una opción más sana para las personas, los animales y el planeta. No es ninguna sorpresa que los líderes mundiales y los defensores del medio ambiente defiendan las energías renovables como la clave para crear un futuro más sostenible desde el punto de vista medioambiental.
Por el contrario, las fuentes de energía no renovables, como el petróleo, el gas y el carbón, tienen una cantidad limitada, no pueden reponerse rápidamente y no están disponibles en todas las regiones del mundo. Pensemos en el petróleo crudo: Aunque muchos países lo producen, la Administración de Información de Recursos Energéticos de EE. UU. informa que más de la mitad del suministro mundial de crudo procede de solo cinco países. Y lo que es más importante, las fuentes de energía no renovable como estos combustibles fósiles basados en el carbono se consideran uno de los mayores responsables del cambio climático.
La búsqueda de emisiones netas cero
Ahora que los gobiernos, las empresas y los consumidores se enfrentan al hecho de que el calentamiento global y el cambio climático están entre las mayores amenazas de nuestro tiempo, las energías renovables han crecido exponencialmente en popularidad y adopción. Con la ayuda de modernas tecnologías, las fuentes de energía renovable actuales no solo son más fiables, sino que también son más rentables, incluso más que los combustibles fósiles.
Después de reconocer que las iniciativas individuales para limitar el calentamiento global y el irreversible cambio climático no son suficientes, los países de todo el mundo firmaron el Acuerdo de París en 2016. Este tratado internacional estipula que los gobiernos mundiales harán todo lo posible por lograr "emisiones netas cero" antes del año 2050, es decir, eliminar de la atmósfera terrestre la misma cantidad de dióxido de carbono que liberamos en ella.
La transición continua del mundo hacia fuentes de energía que liberen la mínima cantidad de gases de efecto invernadero a la atmósfera es la forma en la que lograremos detener los catastróficos cambios ambientales que se ciernen sobre nosotros. Las energías renovables, que suelen ser más "limpias y ecológicas" que las no renovables, están a la cabeza de esta lucha.
Fuentes de energía renovables comunes
Cada día, se crean nuevas iniciativas para desarrollar e implementar fuentes de energía renovable sin originar más daños en el planeta. Vamos a ver algunas de las fuentes de energía alternativa más comunes:
Energía solar
Se basa en células solares o fotovoltaicas (FV) y están fabricadas con silicio u otros materiales que transforman la luz solar en electricidad. La cantidad de energía solar que se puede almacenar y utilizar depende de la hora del día, de la estación y de la ubicación geográfica de las células solares. Dicho esto, solo 90 minutos de luz solar capturada en la superficie de la Tierra bastaría para alimentar todo el consumo de energía del planeta durante un año, según el Departamento de Energía de EE. UU.
Los parques solares no están limitados a la tierra. También pueden residir en masas de agua como embalses y lagos. (Estos paneles solares se denominan fotovoltaicos flotantes o flotovoltaicos). Cuando se fabrican y colocan de forma responsable, los sistemas de energía solar no tienen un impacto medioambiental adverso, ya que no producen contaminantes atmosféricos ni gases de efecto invernadero.
Energía eólica
El viento hace que las palas de una turbina giren y, a través de un generador, se produce electricidad. Una de las mayores quejas sobre la energía eólica es que los colosales aerogeneradores (a menudo considerados antiestéticos) utilizados para generar energía ocupan enormes cantidades de terreno.
Los parques eólicos marinos son una buena alternativa a los terrestres. Aunque los parques eólicos marinos tienen sus desventajas (el clima potencialmente volátil, las aguas agitadas donde deben funcionar las turbinas y el coste exorbitante de la instalación de cables eléctricos bajo el fondo marino), la oferta ilimitada de viento hace que sea un recurso atractivo.
Energía geotérmica
Se crea en pozos hechos por el hombre que extraen agua calentada por el magma (una mezcla fundida de minerales y gases) del núcleo de la tierra. Al subir a la superficie de la tierra, el agua se convierte en vapor, que activa las turbinas que accionan los generadores para producir electricidad. El bombeo del vapor y el agua caliente a la tierra reduce las emisiones de la energía geotérmica, lo que convierte este recurso hidrotérmico en un recurso ecológico.
En algunas partes del mundo, por ejemplo, en Islandia, hay abundancia de recursos geotérmicos fácilmente accesibles y disponibles, mientras que otras regiones carecen de este recurso natural. Otra desventaja es que excavar pozos en puntos geológicos calientes puede provocar importantes daños medioambientales y aumentar el riesgo de terremotos.
Energía hidroeléctrica
Hace referencia a las presas o barreras construidas para controlar el flujo de agua. El agua dirigida hace girar las palas de la turbina de un generador y se crea electricidad. Gracias a la fiabilidad de su fuente, la energía hidroeléctrica suele ser más fiable que la solar o la eólica. Esta fiabilidad sitúa a la energía hidroeléctrica como la mayor fuente de energía renovable de electricidad en Estados Unidos.
Las grandes centrales hidroeléctricas, también conocidas como megapresas, se consideran energía no renovable porque desvían y disminuyen los caudales de agua naturales. Los animales y las personas de los alrededores pueden sufrir al perder parte o todo el acceso al agua de la que dependen. Por contrario, las pequeñas centrales hidroeléctricas, que tienen una capacidad instalada menor de 40 megavatios aproximadamente, solo desvían una fracción del caudal de agua que sus hermanas mayores, y aquellas que se gestionan con cuidado no provocan tanto daño medioambiental.
Energía mareomotriz
Es otro ejemplo de energía hidráulica, solo que este recurso depende de las corrientes de las mareas del océano, que se producen dos veces al día, para alimentar los generadores de las turbinas. Aunque todavía es un recurso emergente, la naturaleza altamente predecible de la energía mareomotriz la convierte en una fuente de energía atractiva y sostenible. Al igual que las presas, algunos métodos de energía mareomotriz pueden dañar la flora y fauna y los ecosistemas locales. Por ejemplo, las presas de marea funcionan de forma similar a las presas hidráulicas, pero están ubicadas en bahías o lagunas oceánicas.
Energía de biomasa
Hace referencia al calor que se genera quemando materia orgánica de plantas para alimentar una turbina de gas y generar electricidad. La energía de biomasa se crea transformando residuos en combustible. Esta conversión de residuos en energía puede generar electricidad con bajos costes financieros y medioambientales.
Por ejemplo, la madera de desecho, como las virutas de los aserraderos, puede utilizarse para obtener energía de biomasa, en lugar de dejar que se descomponga en los vertederos, donde aumentaría los niveles de carbono. Dicho esto, muchas formas de biomasa no se consideran fuentes de energía limpia, ya que se ha demostrado que generan mayores emisiones de carbono que los combustibles fósiles.
Tecnologías de energía renovable e informática en la nube
Aunque se ha hecho debidamente un llamamiento a la acción para implantar fuentes de energía renovables a nivel individual, por ejemplo, hogares con energía solar y geotérmica, sigue siendo fundamental abordar la crisis climática a nivel industrial y empresarial. Los consumidores están haciendo avances con el movimiento cada vez mayor de paneles solares en los tejados para alimentar vehículos eléctricos, pero todo avance a nivel industrial para apoyar y fomentar soluciones de energía más limpia incluirá invariablemente las ventajas medioambientales de la informática en la nube.
Aunque las tecnologías digitales reducen el impacto medioambiental al requerir menos energía, la informática en la nube continúa "anclada" al planeta a través de los centros de datos. Algunas tecnologías de informática en la nube consumen enormes cantidades de energía no renovable, por ejemplo, la minería de criptomonedas. Un análisis de la Universidad de Cambridge estima que la minería de criptomonedas de solo una empresa, Bitcoin, utiliza más electricidad generada por carbón al año que países enteros del tamaño de Noruega o Argentina.
Algunas compañías de servicios en la nube como, por ejemplo, Microsoft, están dedicadas a apoyar tecnologías de energía renovable mejorando su rendimiento y eficacia, y reduciendo el consumo de energía para minimizar el impacto medioambiental de los centros de datos físicos.
Innovaciones de la informática en la nube
Algunos ejemplos de ventajas medioambientales de la informática en la nube incluyen innovaciones como:
- Refrigeración por inmersión líquida: Este método de refrigeración de servidores permite reducir el consumo de energía y agua, a la vez que ofrece una mayor potencia de procesamiento.
- Baterías de SAI interactivas en la red: Pequeños pasos como implementar baterías de SAI interactivas en la red permiten reducir la demanda en la red.
- Combustibles más limpios para el suministro de energía auxiliar: El uso de generadores auxiliares de centros de datos con combustibles que produzcan menos carbono, en lugar del diésel tradicional, permite reducir las emisiones de carbono.
La informática en la nube nunca podrá ser un remedio universal o la solución exclusiva para luchar contra el cambio climático, pero hay muchas tecnologías digitales interesantes para apoyar las energías renovables. Estas tecnologías permiten reducir el uso de energía y ayudar en la transición a una red con emisiones neutras de carbono.
Más información sobre el compromiso de Microsoft con la sostenibilidad
Innovaciones en la nube de energía y empresas de electricidad
Algunos ejemplos de innovadoras soluciones en la nube en el sector de la energía y empresas de electricidad son:
Cuadrículas inteligentes o “inteligentes”
Estas tecnologías en la nube optimizan la administración energética de una empresa. Emplean datos interactivos de millones de sensores usados por clientes individuales basándose en fuentes de energía alternativas, como paneles solares y automóviles eléctricos, para operar la red eléctrica de forma más eficaz.
Inteligencia artificial y aprendizaje automático
Las empresas energéticas usan los datos y la inteligencia artificial para satisfacer de forma inteligente la demanda y el suministro de fuentes de energía renovables. Tecnologías como los gemelos digitales permiten a las empresas mejorar el equilibrio de carga, integrar recursos energéticos distribuidos, controlar dispositivos y automatizar las operaciones para optimizar el uso energético.
IoT (el Internet de las cosas)
Mediante el uso de sensores de dispositivos y mantenimiento predictivo, las empresas administran y amplían los ciclos de vida de maquinaria y otros recursos. Esto permite un uso reducido de fuentes de energía y materiales que no se pueden renovar y que están implicados en la nueva fabricación.
Tecnología de captura de carbono
Aunque no es una fuente de energía renovable en sí, la captura de carbono mitiga el impacto medioambiental de la emisiones de carbono capturando y almacenando las emisiones de las pilas de humo. Incluso puede extraer el combustible de carbono del aire y a continuación, almacenarlo o reciclarlo para crear nuevos productos, como combustible o materiales de construcción. Estas tecnologías usan paneles avanzados de emisiones, inteligencia artificial y tecnología de gemelos digitales de IoT para mejorar la captura y el almacenamiento de carbono.
Tendencias en el sector de las energías renovables
La adopción de fuentes de energía renovable está alcanzando máximos históricos. Según la Agencia de Energía Internacional (IEA), un foro sobre la energía formado por 29 países que promueven políticas energéticas sólidas, la capacidad de las energías renovables se expandirá globalmente un 50 % antes de 2024. La energía solar lidera el crecimiento, pero las energías eólica, geotérmica e hidroeléctrica no se quedan atrás.
Apuesta por la energía solar
La IEA también predice que la energía solar será responsable del 60 % del crecimiento del sector global de las energías renovables en 2025. Se espera que China, Bélgica, Países Bajos, Austria, Australia y Estados Unidos lideren el camino, y cada uno agregará millones de instalaciones solares cada uno.
¿Por qué está aumentando la adopción de la energía solar? Para empezar, el coste de la instalación de paneles solares lleva años bajando y se espera que siga cayendo en picado. Por otro lado, la energía solar es más accesible y ofrece más libertad que las fuentes de energía que requieren ubicaciones específicas, como las energías eólica e hidroeléctrica. Cualquier lugar de la Tierra recibe luz solar, independientemente del clima.
Con el aumento de la adopción, el sector de la energía solar está dedicado a ampliar las capacidades de almacenamiento y la optimización de la distribución, para que los hogares y las empresas puedan seguir funcionando independientemente del clima. Este aumento de la regularidad estimulará a más empresas, gobiernos y residentes a apostar por la energía solar.
Energía eólica: en tierra y en mar
A medida que aumenta globalmente la capacidad de la energía eólica, también lo hace su adopción. Actualmente, China está a la cabeza, aunque Estados Unidos y Japón le siguen de cerca gracias a una legislación prometedora.
En Estados Unidos, la administración de Biden-Harris se ha comprometido a desplegar 30 gigavatios de energía eólica marina para 2030. Los legisladores japoneses han desarrollado reglamentos para estimular la construcción de turbinas en puertos y dársenas, y animar a los promotores a crear parques marinos. El país puede que incluso sustituya sus reactores nucleares por turbinas marinas.
El reinado de la hidroeléctrica y el auge de la geotérmica
Según la IEA, aunque la energía hidroeléctrica continuará siendo la principal fuente mundial de energía renovable en el futuro próximo, no experimentará el crecimiento de la energía solar o eólica. Los emplazamientos adecuados y rentables son escasos, lo que aumenta los costes.
La energía geotérmica, ya presente en Islandia y los países de la cuenca del Pacífico, está previsto que crezca un 28 % para 2024. Los países asiáticos, especialmente Indonesia y Filipinas, ya están aumentando su capacidad, sin signos de desaceleración.
Atrás queda la energía "sucia"
¿Qué significa el futuro de las renovables para nuestras fuentes de energía tradicionales? La reducción de los costes y el aumento de la demanda en el sector de las energías limpias animará a las grandes compañías de petróleo y gas a ampliar su inversión en energías renovables. De hecho, la IEA prevé que las "renovables superarán al carbón como la mayor fuente de generación de electricidad del mundo en 2025".
Mientras tanto, las naciones de Oriente Medio como Arabia Saudí podrían abandonar completamente el petróleo gracias a la abundancia de una fuente de energía mucho más renovable: la luz solar. Los expertos afirman que el país podría cambiar sin problemas a un sistema de energía 100 % renovable antes de 2040, si la tecnología de almacenamiento de energía continúa avanzando y los organismos reguladores aprueban la legislación adecuada.
La superred norteamericana
Aunque el mundo parece preparado para adoptar plenamente las energías renovables, la infraestructura energética actual no está construida para apoyar eficazmente este cambio. Por ejemplo, en Estados Unidos, una de las mayores preguntas actualmente está relacionada con cómo transferir de manera eficiente la energía por todo el país.
Entra en la Superred norteamericana. Propuesta por el Climate Institute, una organización sin ánimo de lucro con sede en Washington D.C., esta nueva red energética permitirá que la energía renovable sea mucho más accesible. Una vez que esté operativa, Estados Unidos podría trasladar la energía solar desde los parques del suroeste hasta las grandes ciudades del noreste.
En teoría, se instalará una red nodal de corriente continua de alto voltaje (HVDC) sobre los sistemas de distribución regionales existentes, lo que dará acceso a todo el mundo a la energía renovable sin alterar la forma en la que se utiliza actualmente la electricidad en los hogares y las empresas. Si se implementa, esta superred permitirá que la energía limpia sea más competitiva en un mercado tradicionalmente dominado por los combustibles fósiles.
Innovaciones y ejemplos de energías renovables en el mundo real
Muchas empresas, industrias y gobiernos están dando pasos encomiables para incorporar tecnologías inteligentes e innovadoras en la nube en sus iniciativas de energía renovable; algunos incluso se han comprometido a funcionar principalmente o completamente con energía renovable en un futuro próximo.
Axpo
Axpo, el mayor productor de energía renovable de Suiza, usa Azure Cognitive Search, Azure Maps y Power BI para permitir que sus ingenieros de red y equipos de mantenimiento encuentren fácilmente datos completos y actualizados sobre el estado de cada recurso de red. Esto reduce el tiempo de búsqueda hasta un 99 %, facilita la identificación de áreas problemáticas casi en tiempo real y prepara el camino para automatizar varias tareas de administración de recursos de cuadrícula. Todo esto reduce significativamente el tiempo necesario para completar muchas actividades operativas.
SSE Renewables
Otro líder europeo en energías renovables, SSE Renewables, que construye más parques eólicos marinos que ninguna otra compañía en el mundo, utiliza la IA, el IoT y la tecnología de nube para garantizar que sus iniciativas no dañen la flora y fauna y los ecosistemas locales. Por ejemplo, la compañía supervisa la salud de las aves locales con cámaras de vídeo digitales remotas, que cargan los datos en un sistema en la nube basado en IA que hace un seguimiento de la actividad y la vitalidad de cada animal.
Vattenfall
Vattenfall, una compañía de energía multinacional propiedad del gobierno sueco, es otra pionera en energía renovable. Junto con Microsoft, la compañía ha creado un servicio que relaciona la demanda instantánea de energía renovable con la oferta inmediatamente disponible. Algunas renovables no siempre estarán disponibles en el momento en el que una empresa las necesite. (Después de todo, el solo no brilla todos los días y el viento no sopla siempre). Pero con el servicio de abastecimiento ininterrumpido de Vattenfall, las empresas que quieran cambiar a una electricidad 100 % sin combustibles fósiles podrán hacerlo. Por ejemplo, si no hay electricidad solar disponible a una determinada hora, el servicio relacionará las empresas con una fuente de energía renovable que esté disponible.
Fondo Nacional para la Protección del Medio Ambiente y la Gestión del Agua
En el sector público, el Fondo Nacional para la Protección del Medio Ambiente y la Gestión del Agua de Polonia está utilizando la informática en la nube para facilitar a los ciudadanos polacos la solicitud y recepción de subvenciones para que sus hogares sean más eficientes energéticamente y menos propensos a la contaminación atmosférica. La organización ha optimizado la administración de su programa de incentivos mediante la digitalización completa de su proceso de solicitud de subvenciones, para facilitar a los ciudadanos la solicitud de subvenciones de eficiencia energética y la organización de su concesión. Como la organización ha modernizado su programa de incentivos, más de 215 000 hogares polacos han recibido estas subvenciones energéticas.
The Met Office
Por último, en el Reino Unido, un líder global que desea lograr unas emisiones netas cero, The Met Office, el servicio meteorológico de la nación, utiliza la informática en la nube para lograr una energía 100 % renovable. El seguimiento y la predicción de patrones meteorológicos utiliza una gran cantidad de datos, que se basan en simulaciones complejas, macrodatos, IA y potentes análisis. En lugar de utilizar un superordenador físico para administrar estas cargas de trabajo, The Met Office utiliza un servicio de supercomputación inteligente basado en la nube. Con este servicio en la nube, la agencia predice que ahorrará 7415 toneladas métricas de carbono.
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Preguntas más frecuentes sobre las energías renovables
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Entre las fuentes más populares de energía renovable se incluyen las siguientes:
- Energía solar: creada transformando la luz solar en electricidad.
- Energía hidroeléctrica: barreras hechas por el hombre, como presas, que controlan el flujo de agua para crear electricidad.
- Energía eólica: producida por los vientos que convierten la energía del viento en electricidad.
- Energía mareomotriz: se basa en las corrientes oceánicas para alimentar los generadores de las turbinas.
- Energía geotérmica: creada en pozos artificiales que extraen agua caliente del núcleo de la Tierra.
- Energía de biomasa: se crea transformando materiales de desecho en combustible.
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Una serie de fuentes de energía renovables se consideran altamente eficientes porque su suministro es esencialmente infinito. Entre ellas están el viento, la luz solar y las mareas del océano. Para comprender lo interesante que son estos recursos, tenga en cuenta esta estadística: Según el Departamento de Energía de los Estados Unidos, sólo hacen falta 90 minutos de luz solar captada en la superficie terrestre para alimentar todo el consumo energético del planeta durante un año. No es sorprendente que la energía solar sea una de las formas de energía renovable más rápidas en todo el mundo.
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Se podría argumentar que los sistemas de energía solar son los más seguros, ya que no producen contaminantes atmosféricos ni gases de efecto invernadero y no tienen ningún impacto medioambiental adverso.
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Los combustibles renovables tienen una serie de ventajas con respecto a los combustibles fósiles. Como las energías renovables se crean a partir de recursos naturales como el viento y el agua, son más abundantes, fiables y rentables que los combustibles fósiles. Lo más importante es que las energías renovables suelen crear menos contaminación que los combustibles fósiles, que ahora se consideran una de las causas más importantes del cambio climatológico.
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