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El Blog de Ignacio Mártil

combustibles fósiles

Limitaciones de las energías renovables

5 octubre, 2016 Ignacio Mártil HAZ UN COMENTARIO

En combustibles fósiles, energías renovables

Los principales factores que limitan el uso generalizado de las fuentes de energía renovable son tres. Los resumo a continuación:

  • Variabilidad de los recursos renovables:

Por su propia naturaleza, las fuentes renovables son variables. Esta es la principal razón que se invoca en contra de su utilización masiva. Las redes actuales de distribución de energía eléctrica que utilizan fuentes renovables compensan esa variabilidad con plantas alimentadas por combustibles fósiles o uranio para asegurar el suministro.

Mientras la contribución renovable se mantenga en el entorno 20-30% del total, los sobrecostes del sistema para compensar la variabilidad son asequibles en general, sobre todo si se contabilizan como beneficios los abaratamientos por las emisiones de CO2 evitadas y también las importaciones de combustible ahorradas. Sin embargo, si las energías renovables suministran una mayor proporción de la energía a la red eléctrica, son necesarias otras medidas que aseguren el suministro para cuando no sople el viento y en los días nublados.

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El potencial de las energías renovables

15 julio, 2016 Ignacio Mártil HAZ UN COMENTARIO

En combustibles fósiles, energía renovables, producción de energía eléctrica

Cada vez cobra más fuerza la opinión que propugna la sustitución de los combustibles fósiles por fuentes de energía renovables. Las energías renovables se utilizaron históricamente para proporcionar energía durante la fase inicial de la revolución industrial (la madera que alimentó las primeras calderas). ¿Por qué queremos volver a utilizarlas ahora? Existen varias razones esenciales para propiciar su uso masivo:

  • No es posible seguir utilizando los combustibles fósiles sin alterar de manera irreversible el clima. La combustión del carbón, gas y petróleo producen elevadas emisiones de CO2, principal responsable del conocido como efecto invernadero.
  • La sustitución de los combustibles fósiles por la fisión nuclear plantea infinidad de problemas: el coste, la seguridad y la disponibilidad a largo plazo del combustible. No es verosímil que la fisión nuclear vaya a representar una alternativa energética digna de mención.
  • Los combustibles fósiles no van a durar siempre. He analizado las perspectivas de agotamiento de los combustibles fósiles en un reciente artículo. Ese hecho obliga necesariamente a repensar como mantener nuestro modo de vida, tan dependiente de la energía, de una manera sostenible y respetuosa con el planeta en su conjunto. En este artículo analizaré las alternativas energéticas de las que disponemos en la actualidad, sus potencialidades y sus limitaciones.
  1. Potencialidad de los principales recursos renovables

Los flujos naturales de energía del planeta, impulsados principalmente por la energía proveniente del sol, así como el clima y el sistema hidrológico, dan lugar a las que conocemos como fuentes de energía renovables. Se reponen continuamente de manera natural y son intrínsecamente inagotables. Son la única opción a largo plazo para un suministro de energía continuado, seguro y sostenible. Además, algunos de ellos (la energía solar y la eólica) son sostenibles en el sentido de que no impactan significativamente en el medio ambiente de una forma que impediría su uso continuado en el tiempo. Este no es el caso de la energía hidráulica, como detallaré en los siguientes párrafos.

La magnitud de los principales recursos renovables se puede entender mejor con unos datos y una imagen:

La radiación solar que incide en la superficie de la tierra durante un año es equivalente a 85.000 TW. La gran mayoría se invierte en calentamiento del aire, la tierra y los océanos. Otra parte la convierte la naturaleza en biomasa mediante el lento proceso de la fotosíntesis; una parte de ese proceso lo aprovechamos en forma de alimentos. Así pues, gran parte de esa energía no puede aprovecharse directamente, pero cerca de 1.000 TW de radiación directa son accesibles para su aprovechamiento en forma de calor o de conversión en energía eléctrica.

El viento es una forma de energía solar transformada. Su potencial es enorme (370 TW), aunque su utilización práctica también se reduce sustancialmente a 40-70 TW.

El ciclo del agua debido a los ríos con caudales renovados mediante la lluvia proporciona 34.000 TW, pero sólo una muy pequeña fracción de entre 3-4 TW puede aprovecharse en embalses y presas hidráulicas.

Por comparación, como indiqué en otro artículo, el consumo de energía mundial total es en la actualidad 18 TW. La siguiente figura muestra en términos comparativos el potencial de los principales recursos. Hay otras fuentes de energía renovables (biomasa, geotermia, energía mareomotriz, etc.), pero, dado su menor potencial en comparación con los tres principales, no serán analizadas aquí.

Potencial de utilización de los recursos renovables al cabo de un año. El tamaño de cada círculo es aproximadamente proporcional al potencial de cada recurso. También se muestra a escala el consumo de energía del planeta en 2014.
Potencial de utilización de los recursos renovables al cabo de un año. El tamaño de cada círculo es aproximadamente proporcional al potencial de cada recurso. También se muestra a escala el consumo de energía del planeta en 2014.

El futuro será renovable, sin duda. El ritmo al que se haga el cambio de modelo energético dependerá de decisiones políticas y regulatorias que poco o nada tiene que ver con las características técnicas de estas fuentes de energía. En próximas entradas a este blog, ya después de las vacaciones, iré describiendo las limitaciones, la situación actual y las expectativas en un futuro más o menos inmediato de estas fuentes de energía.

El sistema eléctrico español: diversificado, sobredimensionado, aislado…

17 mayo, 2016 Ignacio Mártil 3 COMENTARIOS

En combustibles fósiles, energía renovables, producción de energía eléctrica, sistema eléctrico

El sistema de producción de energía eléctrica de España tiene unas características que lo hacen especialmente inadecuado, tanto para satisfacer nuestras necesidades energéticas como por el coste que representa tanto para nuestro país como para los sufridos consumidores, ya que pagamos una de las energías eléctricas más caras de Europa. Las describo brevemente en este artículo:

  1. Diversificación

En la actualidad, España tiene una gran cantidad de potencia de producción de energía eléctrica instalada, 108.300 millones de vatios (MW) a finales de 2015, distribuidos entre las distintas fuentes de generación de acuerdo con la siguiente tabla:

Fuente: Informe REE 2015.
Fuente: Informe REE 2015.

 

En la segunda columna de la tabla se especifica la cantidad de potencia correspondiente a cada tipo de central eléctrica, atendiendo a la clase de combustible que utiliza para obtenerla; en la tercera columna se detalla el porcentaje de la potencia instalada que representa cada una de ellas; en la cuarta columna aparece el porcentaje de energía generado sobre el total por cada una de las tecnologías del mix y, finalmente, la quinta columna indica el coeficiente de disponibilidad de los tres únicos tipos de centrales sobre las que Red Eléctrica (REE) suministra datos. Dicho coeficiente indica la relación entre la producción real alcanzada y la que se habría podido obtener si las centrales hubieran funcionado a su potencia nominal durante todo el tiempo en el que estuvieron disponibles para el sistema.

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Ignacio Mártil

Ignacio Mártil

Soy Doctor en Física (1982) y Catedrático de Universidad (2007) en el área de Electrónica. Realizo mi actividad investigadora en la Universidad Complutense de Madrid, de carácter marcadamente experimental, en el campo de la física de los semiconductores. Soy especialista en propiedades eléctricas y ópticas de estos materiales, así como en dispositivos electrónicos y opto-electrónicos basados en ellos, siendo mi principal objetivo en la actualidad el estudio de conceptos avanzados en células solares.

Mi trabajo científico se concreta en los siguientes indicadores principales: soy co-autor de más de 150 artículos científicos publicados en revistas de alto impacto de ámbito internacional; he presentado cerca de 100 ponencias en congresos internacionales; he participado y participo, como Investigador Principal o como miembro del equipo investigador, en 22 proyectos de investigación financiados con fondos públicos en concurrencia competitiva; he dirigido 7 Tesis Doctorales; finalmente, soy evaluador de publicaciones (“referee”) de 15 revistas científicas internacionales.

Soy miembro de la Real Sociedad Española de Física y realizo un intensa labor divulgativa mediante mi blog personal "Un poco de Ciencia, por favor", que se encuentra alojado en el diario Público

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