RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES

FUENTES DE ENERGÍA: –PRIMARIAS: se obtienen directamente del medio natural. –SECUNDARIAS: electricidad y carburantes. –TERCIARIAS: es la energía útil (servicio) Petróleogasoiltransporte Carbónelectricidadtransporte Vientoelectricidadiluminación Gas naturalhidrógenotransporte

CLASIFICACIÓN SEGÚN SU ORIGEN: –RADIACIÓN SOLAR: FÓSIL: combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural) ACTUAL: –DIRECTA: luz »BIOMASA (fotosíntesis) »SOLAR FOTOVOLTAICA (paneles de células fotovoltaicas) –INDIRECTA: calor »HIDRÁULICA (ciclo del agua) »EÓLICA (viento) »Oleaje »SOLAR TÉRMICA »Gradiente térmico –PROCESOS RADIACTIVOS: GEOTÉRMICA NUCLEAR –INTERACCIONES GRAVITATORIAS: MAREMOTRIZ

ENERGÍAS NO RENOVABLES ENERGÍAS RENOVABLES ENERGÍAS CONVENCIONALES Combustibles fósiles Nuclear de fisión Hidroeléctrica ENERGÍAS ALTERNATIVAS Eólica Biomasa Fotovoltaica Solar térmica Geotérmica Maremotriz

EVOLUCIÓN DEL CONSUMO DE ENERGÍA

CONSUMO DE ENERGÍAS PRIMARIAS EN EL MUNDO

CONSUMO DE ENERGÍAS PRIMARIAS EN ESPAÑA 2010

EMISIONES DE DIÓXIDO DE CARBONO POR PAÍSES

EMISIONES DE DIÓXIDO DE CARBONO PER CÁPITA POR PAÍSES

PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD EN ESPAÑA (Fuente: El País)

Analizar la evolución histórica en la producción de electricidad en España.

FUENTES DE ENERGÍA CONVENCIONALES Combustibles fósiles Energía nuclear Energía hidroeléctrica

COMBUSTIBLES FÓSILES No renovables. 80% de la energía consumida en el mundo. Formas de energía de alta calidad (concentrada). Causa principal del incremento del efecto invernadero. Son: –Carbón –Petróleo –Gas natural

CARBÓN Origen: materia vegetal enterrada en cuencas sedimentarias continentales (lagos turberas) o costeras (deltas, albuferas). Impactos: –Extracción: los de la minería. –Utilización: sobre todo en centrales térmicas para producir electricidad: Incremento del E.I. por emisión de CO 2. Lluvia ácida por su elevado contenido en azufre (S). Smog sulfuroso. Partículas en suspensión.

PETRÓLEO Origen: plancton marino enterrado en plataformas continentales. Impactos: –Extracción: contaminación local por hidrocarburos. –Transporte: mareas negras. –Refinado: emisiones de hidrocarburos, NOx, SO 2, CO, partículas. –Utilización: sobre todo transporte y calefacción Incremento del E.I. por emisión de CO 2. Lluvia ácida por su contenido en N y S. Smog fotoquímico Conflictos bélicos

GAS NATURAL Origen: el mismo que el del petróleo. Impactos: –Extracción: contaminación por emisión de CH 4. –Utilización: Incremento del E.I. por emisión de CO 2. Es el combustible fósil con menor impacto ambiental: - emite un 40% menos CO 2 - no emite SO 2 - no emite partículas - en vehículos emite un 70% menos NOx

Comparación de las emisiones de CO 2 de los distintos combustibles fósiles en la producción de electricidad en las centrales térmicas (Fuente: Energía y cambio climático. Ministerio de Medio Ambiente)

Centrales térmicas en España.

ENERGÍA NUCLEAR DE FISIÓN

Fundamento: –Fisión de núcleos de uranio-235 por colisión con neutrones. –Reacción en cadena controlada. –Desprendimiento de calor. Ventajas: –Forma de energía de alta calidad (concentrada). –No contamina el aire (CO 2, SO 2, partículas). –Es “barata” (el coste del desmantelamiento y la gestión de los residuos radiactivos queda excluido) Inconvenientes: –No renovable. –Produce residuos radiactivos. –Riesgo de accidentes nucleares. –Contaminación térmica del agua. –Vida útil limitada de las centrales. –Riesgo de proliferación nuclear.

ENERGÍA HIDROELÉCTRICA Ventajas: –Es renovable –No contamina –Es autóctona Inconvenientes: –Inunda un territorio –Retiene sedimentos –Altera el caudal de los ríos –Disminuye la calidad del agua –Interfiere en el ciclo biológico de peces –Riesgo de rotura de la presa –Depende del clima (precipitaciones)

FUENTES DE ENERGÍA ALTERNATIVAS Energía solar fotovoltaica Energía solar térmica Energía eólica Biomasa y biocombustibles

VENTAJAS: –Renovables. –No emiten contaminantes. –Son autóctonas. INCONVENIENTES: –Son formas de energía de baja calidad (dispersas). –Su producción es irregular porque depende del clima, lo que dificulta ajustar la producción a la demanda (solar y eólica).

LA ENERGÍA SOLAR Es la energía obtenida mediante la captación de la luz y el calor emitidos por el sol. 1 m 2 perpendicular a los rayos solares situado fuera de la atmósfera recibe 1350 vatios (julios/segundo). Es la constante solar. Sobre la superficie terrestre el valor de la irradiancia solar es siempre inferior a la constante solar y varía debido a factores atmosféricos (nubes, partículas,..), la latitud, la estación del año y la hora del día.

ENERGÍA SOLAR FOTOVOLTAICA: –Aprovecha las propiedades del silicio como semiconductor para transformar la luz del sol en electricidad. –Es cara y está subvencionada en España. –Es adecuada para zonas alejadas de la red general. –Ocupa terreno y produce impacto paisajístico. –Instalaciones de larga duración (30 años), de bajo mantenimiento y silenciosas.

Paneles solares integrados en la fachada de un edificio.

Campo de paneles solares fotovoltaicos.

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA: –Consiste en que la radiación solar caliente un fluido. –Se aprovecha: Mediante captadores solares domésticos: para calefacción y agua caliente sanitaria. En centrales solares: para generar electricidad.

Esquema de un colector solar.

Captación del calor del sol para uso doméstico.

Esquema de una central solar térmica.

ARQUITECTURA SOLAR PASIVA Diseña y construye edificios dando respuesta a los inconvenientes y ventajas del clima local: construir con el clima. Aislamiento térmico y materiales de construcción. Protección contra el viento y ventilación. Orientación del edificio. Huecos y ventanas: iluminación natural y ganancia térmica. Efecto invernadero. Acumulación de calor.

ENERGÍA EÓLICA Transforma la energía cinética del viento en energía eléctrica por medio de aerogeneradores. La potencia instalada en España ha crecido mucho. En 2008 proporcionó el 11% de la electricidad total. Inconvenientes: –Producción irregular (en 2008 varió entre el 28% y el 1,7% de la demanda). –Produce impactos: de instalación, paisajístico y sobre las aves. –Ruido.

Evolución de la potencia instalada en España en MW (megavatios).

BIOMASA Y BIOCOMBUSTIBLES Es la energía solar captada por los productores y almacenada en los distintos niveles tróficos del ecosistema en forma de materia orgánica. Esa energía la podemos recuperar por combustión directa de la biomasa o transformándola en otros combustibles (biocombustibles). El CO 2 emitido en la combustión fue tomado de la atmósfera para la fotosíntesis.

El balance de emisión de CO 2 es 0 ya que el CO 2 emitido en la combustión es igual al que captaron las plantas en la fotosíntesis.

APROVECHAMIENTO DIRECTO DE LA ENERGÍA DE LA BIOMASA: –Madera de los bosques (leña). –Residuos agrícolas y ganaderos: paja de cereales, poda de viñas, residuos de almazaras, estiércol de ganado. –Residuos sólidos urbanos: incineración con aprovechamiento energético. –Se puede aprovechar directamente el calor o producir electricidad en una central térmica.

Planta de biomasa forestal de Corduente (Guadalajara). La combustión de residuos forestales se utiliza para producir electricidad.

El pellet se fabrica mediante prensado de serrín donde la propia lignina hace de aglomerante.

Secadero de estiércol de vaca, usado como combustible.

Planta de incineración de residuos sólidos urbanos. Winterthur (Suiza). La energía se puede usar para generar electricidad o para suministrar agua caliente.

TRANSFORMACIÓN DE LA BIOMASA EN BIOCOMBUSTIBLES: –Obtención de biogás por descomposición anaerobia de materia orgánica (fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos y fango activo de las depuradoras). –Cultivos energéticos: Obtención de bioalcoholes por fermentación alcohólica de caña de azúcar, remolacha, maíz,.. Obtención de biodiesel a partir de cualquier materia prima con triglicéridos (girasol, colza, soja,..)

Obtención de bioetanol a partir de diferentes materias primas.

Inconvenientes de los cultivos energéticos: –Impulsan la deforestación (soja, palma): Erosión Pérdida de biodiversidad Emisión de CO 2 –El balance energético es pobre en algunos cultivos (maíz, soja). –Pueden competir por el suelo cultivable con la producción de alimentos causando la subida de su precio. –El balance de emisiones de CO 2 no es cero si se tienen en cuenta las de su producción.

El balance de emisiones de CO 2 no es 0 si se tienen en cuenta las emisiones producidas para su cultivo (laboreo del suelo, fabricación y aplicación de fertilizantes y biocidas, recolección) y transporte.

Comparativa en Galones de Aceite por Hectárea/año: –MAIZ 18 –SOJA 48 –CARTAMO 83 –GIRASOL 102 –COLZA 127 –ACEITE DE PALMA 635 –JATROPHA –MICRO-ALGAS UNA POSIBLE ALTERNATIVA PARA REDUCIR EL IMPACTO DE LOS CULTIVOS ENERGÉTICOS: EL CULTIVO DE MICROALGAS.

EL HIDRÓGENO (H 2 ) Se plantea como alternativa a los combustibles fósiles y a los biocombustibles para su uso básico en el transporte. Se utiliza la pila de combustible de hidrógeno.

En una pila de hidrógeno, este gas se combina con el oxígeno del aire y produce una corriente eléctrica. La pila recibe una corriente constante de H 2 para que funcione el vehículo. El hidrógeno tiene que almacenarse en un depósito.

Pero el hidrógeno no es un recurso natural. Hay que producirlo. Se encuentra: –En los hidrocarburos –En la biomasa –En el agua De los que hay que extraer el H 2 en procesos que consumen energía (combustibles fósiles, nuclear, renovables).

El H 2 puede ser utilizado como forma de acumular la energía producida por el sol y el viento: TERMOSOLAR FOTOVOLTAICAELECTRICIDADHIDRÓLISIS DEL AGUA EÓLICA UTILIZACIÓN HIDRÓGENO

PROBLEMAS ACTUALES: –Casi todo el hidrógeno que se produce actualmente procede del tratamiento de combustibles fósiles (con desprendimiento de CO 2 ). –El uso actual del H 2 es industrial, no energético. –Existen problemas para su almacenamiento de forma segura y económica.

EL AHORRO DE ENERGÍA

BENEFICIOS: –Reducción del impacto ambiental. –Reducción de la dependencia energética del exterior. –Alargamiento de la existencia de los recursos no renovables. –Beneficio económico.

La cogeneración: es el procedimiento mediante el cual se obtiene a la vez energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua caliente, aire caliente). Con ello aumenta mucho la eficiencia energética.

Arquitectura bioclimática: –Temperatura de confort Sistemas de iluminación. Transporte: –Elección del vehículo adecuado –Conducción eficiente –Utilización del transporte colectivo –Disuasión del uso del vehículo individual Etiqueta ecológica y eficiencia energética

Tener siempre en cuenta el ciclo de vida de los bienes de consumo.

LOS RECURSOS MINERALES Incluyen los minerales y las rocas salvo los combustibles fósiles. Son recursos no renovables. Su explotación produce impactos ambientales.

Impactos ambientales de la minería: –Sobre el paisaje. –Sobre el suelo y la cubierta vegetal. –Sobre la atmósfera: partículas en suspensión y ruido. –Sobre la hidrosfera: Subterránea Red fluvial Costas –Sobre la fauna y la flora. –Sobre el hábitat de los pueblos indígenas.