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La energía solar por sí sola no resolverá las necesidades energéticas o climáticas

Vineyard Wind 1, el más grande Offsho...
Vineyard Wind 1, el proyecto de parque eólico marino más grande de EE. UU.

Informes recientes de que la capacidad solar pronto superará la capacidad nuclear revelan un hecho importante. También oculta una distinción crucial necesaria para comprender el contexto de la producción de energía y el uso y las consecuencias de las elecciones entre las opciones de suministro para el futuro.

Como director ejecutivo del Instituto Waterloo para la Energía Sostenible (WISE) y autor principal de Equinox Blueprint Energy 2030, una hoja de ruta tecnológica para un futuro electrificado con bajas emisiones de carbono, he investigado opciones y alternativas energéticas y su utilidad. También he encontrado que la gente se confunde con la terminología.

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La capacidad instalada en kilovatios (kW) no es igual a la energía producida en kilovatios hora (kWh), y los servicios de energía que exigimos y pagamos (como cocinar, enfriar, iluminar, entretenimiento) se miden en kilovatios hora. Para fines industriales a gran escala, la producción se mide en megavatios hora (MWh) o gigavatios hora (GWh).

La capacidad técnica de cualquier tecnología energética para entregar energía útil se mide como producción de energía. Debido a la eficiencia de la conversión de energía, la producción de energía solar tiende a ser baja.

Por ejemplo, la energía producida a partir de una gran cantidad de paneles solares combinados con una capacidad instalada de 1,000 megavatios (MW) generará, en promedio, una energía equivalente del 10 al 12 por ciento de su capacidad. Por el contrario, una planta nuclear entrega energía entre el 80 y el 90 por ciento de su capacidad nominal.

La capacidad instalada global actual de 224,684 MW proporciona una producción de energía de 253,593 GWh, equivalente a un factor de capacidad anual del 11 por ciento. Del mismo modo, la capacidad instalada de Alemania de 39,784 MW da como resultado una producción de energía de 36,056 GWh con un factor de capacidad del 10.3 por ciento.

Entonces, para la misma capacidad instalada, la energía solar producida es de ocho a nueve veces menor que la nuclear. Si desea la misma cantidad de energía, entonces necesitaría instalar una capacidad solar equivalente que sea mayor por un margen igual de grande: de ocho a nueve veces la cantidad de paneles solares adicionales.

Menos exageración, más realidad

El punto aquí no es disminuir el valor y la contribución positiva que la energía solar puede hacer para reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles para ayudar a lograr una transición energética global hacia un futuro energético bajo en carbono.

La exageración debe moderarse con una evaluación realista de la demanda de energía emergente a nivel mundial y la capacidad efectiva de satisfacer el crecimiento de la demanda de energía a gran escala.

No querrá que le recluten con la opinión de que una opción de energía, la solar, es la única respuesta, y también resulta ser una opción que no entrega grandes volúmenes de energía de la base instalada.

¿Por qué es esto relevante? La urgencia de implementar soluciones energéticas bajas en carbono efectivas es reconocida y reconocida por todos los países del mundo (excepto la actual administración de EE. UU.).

El futuro de la energía es diverso y distribuido

El alcance y la escala del cambio requerido para cumplir con los objetivos del cambio climático son cualquier cosa menos triviales. Esto sugiere un papel complementario y de refuerzo para muchas tecnologías energéticas diferentes con atributos bajos en carbono, como la eólica, la solar, la hidroeléctrica, la geotérmica, la nuclear y la de gas natural, como sustituto provisional del carbón.

El enfoque es complementario porque cada tecnología tiene características que requieren atención a sus limitaciones y aseguran que pueda funcionar como parte de un sistema de energía integrado que ofrece el mejor valor al usuario final.

El sistema energético emergente de este siglo no se parecerá en nada al sistema energético del siglo pasado dominado por centrales generadoras de energía que transmiten energía a largas distancias a ciudades, pueblos y aldeas.

Los recursos de energía distribuida, mejor ejemplificados por la energía solar como Anexo A, combinados con el poder de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) serán cada vez más relevantes en nuestras vidas.

Imagine que un hogar se convierte tanto en un generador de energía (solar en el techo) como en un vehículo eléctrico capaz de almacenar energía (de energía eólica y solar) y vender la energía a los cables cuando sea rentable hacerlo. Todo esto podría gestionarse sin problemas a través de una red de energía virtual habilitada por las TIC. Por lo tanto, un consumidor se ha convertido ahora en un productor y un consumidor, un "prosumidor".

La compañía del empresario tecnológico Elon Musk, Tesla Inc, está trabajando para hacer realidad esa visión hoy con sus autos eléctricos, tejas de celdas solares, almacenamiento de energía en el hogar y sistemas de baterías conectados a la red que se están instalando actualmente en Australia.

Generación de energía descentralizada

¿La energía distribuida se volverá verdaderamente disruptiva y socavará por completo tanto el modelo comercial de las empresas de servicios públicos existentes como las inversiones en la gran infraestructura centralizada?

Desde mi punto de vista, los recursos de energía distribuida pueden reconocerse mejor como una fuerza positiva que ayudará a reforzar y aumentar la confiabilidad y resiliencia de la “gran red”. También aportan un atributo de emisiones ambientales que ayuda a amplificar una tendencia positiva hacia un futuro energético bajo en carbono.

¿Por qué necesitamos estaciones generadoras grandes y centralizadas? La demanda mundial de energía hasta 2050 se duplicará o triplicará desde los niveles actuales. Esto se debe principalmente a la demografía y los cambios de ingresos.

Se pronostica que la población mundial se acercará a los nueve mil millones de personas en 2050, y muchos cambiarán sus ingresos de la pobreza extrema a los niveles de ingresos bajos y medios, lo que significa una presión al alza inexorable sobre la necesidad de energía. El calentamiento del clima es otro impulsor del crecimiento de la demanda de energía para la refrigeración

El bienestar económico mejorado combinado con un cambio irreversible hacia una urbanización intensa crea un escenario que es difícil de desviar: Nos enfrentamos a un contexto global emergente que está conformado por una dependencia crítica de servicios energéticos de alta calidad para una población creciente y más rica que enfrenta más estrés térmico que nunca.

Las cantidades de energía que necesitamos son grandes, no necesariamente porque seamos acaparadores de energía, sino porque deseamos una mejor calidad de vida. Esto requerirá una importante puesta a punto del sistema de energía existente que pueda explotar las mejores características de todas las fuentes de energía disponibles al unísono.

Jatin Nathwani  es Profesor y Cátedra de Investigación de Ontario en Políticas Públicas para Energía Sostenible, Facultad de Ingeniería, Facultad de Medio Ambiente de la Universidad de Waterloo. Este artículo fue publicado originalmente en La conversación.

 

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