El principal problema climático: hacia las energías 'limpias'

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Actualizado el Sat Apr 17 2021

¡Adivina! ¿Qué porcentaje de las emisiones globales de gases de efecto invernadero proviene de la energía? (se incluyen la electricidad, los combustibles, y la calefacción)?


La proporción de las emisiones globales generada por la producción de energía

Casi todo lo que hacemos hoy en día necesita grandes cantidades de energía.

Algunas cosas que requieren energía

¿Podríamos usar menos?

Existe una correlación entre el nivel de desarrollo de los países y la cantidad de energía que sus ciudadanos usan.

Correlación entre energía y nivel de desarrollo

Se puede observar cómo, a partir de unos 5.000kWh por persona, las mejoras son cada vez menores. En otras palabras, utilizar más que unos 5.000kWh de electricidad por persona no contribuye significativamente al desarrollo de un país. Sin embargo, muchos países que utilizar menos de 5.000kWh por personas siguen desarrollándose, y en muchos casos no cuentan con sistemas sanitarios y educativos adecuados. En un mundo utópico, todos los países tendrían alta eficiencia energética: bien desarrollados pero sin utilizar más electricidad que lo necesario.

Si todo el mundo usase tanta energía como el estadounidense promedio, ¿cuánta usaríamos en total?


Uso energético por persona alrededor del mundo

Muchas de las cosas que la gente en Estados Unidos o Reino Unido da por sentadas (infraestructuras de alta calidad, electricidad segura y fiable, etc.), son impensables en África subsahariana y en partes del Sudeste Asiático, ya que en estos lugares la gente no tiene acceso a la energía necesaria que permite hacerlas.

¿Cuál es el problema?

Mientras que la energía parece ser importante para el desarrollo, mucha de la energía que usamos se produce de maneras que perjudican el medio ambiente.

Principales fuentes de energía

Este gráfico muestra de dónde obtenemos la energía. Lamentablemente, el 84,7% de la energía que usamos hoy en día procede de los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas). Esto es perjudicial para el medio ambiente y contribuye al cambio climático, ya que quemar los combustibles fósiles genera gases de efecto invernadero CO₂.

El carbón, petróleo y gas emiten mucho más CO₂ por unidad de electricidad generada que otras fuentes de energía, como la energía nuclear, eólica, solar e hidroeléctrica.

Por si fuera poco, los combustibles fósiles también son responsables de muchas más muertes que otras fuentes de energía debido a la contaminación atmosférica.

¿Qué fuente de energía causa más muertes por unidad de energía producida?


Echemos un vistazo a las cifras (hablaremos de ellas más adelante en próximos capítulos):

Tasa de muertes y emisiones de gases invernadero por TWh de energía

La energía se usa en todos los sectores de la sociedad: en la electricidad, el transporte, los sistemas de calefacción y hasta en la producción y fabricación de acero.

Este curso trata sobre cómo podemos encontrar sustitutos a los combustibles fósiles en cada uno de estos sectores para reducir las emisiones de gases invernadero. Será un largo viaje, pero empecemos con la pregunta más básica:

¿Qué es la energía?

Los humanos obtenemos energía de la comida. Pero la energía está en todas partes, solo que de formas distintas. Es importante tener claro que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de una forma a otra.

Todas las formas de energía pueden englobarse en dos subcategorías:

  • Energía cinética: La energía del movimiento.
  • Energía potencial: Piensa en la energía potencial como un presupuesto. La energía cinética es el dinero que estás gastando en este momento. La energía potencial es el dinero que tienes y puedes gastar cuando lo necesites.

Distintas formas de energía existen dentro de estas subcategorías:

Formas de energía

Se puede ver por qué la energía es tan importante para el desarrollo: necesitamos producir energía térmica para calentar nuestras casas, energía eléctrica para iluminar y energía cinética para conducir nuestros coches.

La energía (en cualquiera de sus formas) se puede medir con una unidad llamada julio (J). Por ejemplo, si sostienes una pelota que tiene 100 J de energía potencial gravitatoria y la dejas caer, esa energía se convierte en 100 J de energía cinética, térmica y sonora (también llamada acústica).

La transformación de la energía

¿Por qué hay parte de la energía que se transforma en energía térmica?


Parte de la energía se perderá por la fricción. ¿Por qué? Es como cuando nos frotamos las manos para calentarlas. Esto nos recuerda algo importante: ¡convertir energía casi nunca es un proceso 100% eficiente – parte de la energía se libera al medio en forma de calor! Esto será muy importante más adelante en el curso.

¿Cómo funciona la electricidad?

La electricidad consiste en arrastrar pequeñas partícula (que se llaman electrones) a través de un dispositivo como una lámpara, una computadora, o un horno.

Electricidad

La electricidad se caracteriza a partir de tres parámetros:

  • Voltaje: qué tan fuerte son atraídos los electrones hacia el otro lado. Se mide en voltios (V).
  • Corriente: cuántos electrones viajan a través del cable por segundo. Se mide en amperes (A).
  • Tiempo: cuánto tardan los electrones en moverse por el circuito dados un voltaje y corriente. Se mide en horas (h).

El producto del voltaje y la corriente da lo que se conoce como potencia, que se mide en vatios (W). Se calcula con la ecuación:

Ecuación de la potencia

Usar vatios nos permite medir la cantidad total de potencia que necesita un aparato, independientemente de si este utilizará un alto voltaje o corriente.

Multiplicando la potencia de un aparato por el tiempo que se utiliza, obtenemos la cantidad de energía que se usa. Por ejemplo, si una bombilla tiene 60 W de potencia y la encendemos durante dos horas, se usarán 120 vatios-hora (Wh) de energía. Esto equivale a 432 000 J.

Ecuación de la energía

Ahora que conocemos lo básico, vamos a empezar a ver de qué maneras podemos obtener energía. El siguiente capítulo se centrará en los combustibles fósiles, la principal fuente de energía que usamos hoy en día. Una vez que entendamos cómo funcionan, veremos de qué maneras podemos sustituirlos.

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