RECURSOS ENERGÉTICOSRECURSOS ENERGÉTICOS

NONO RENOVABLESRENOVABLES

FORMACIÓN DEL CARBÓN ( COMBUSTIBLE FÓSIL)

FORMACIÓN DEL PETRÓLEO ( COMBUSTIBLE FÓSIL)

Extracción de petróleo y gas natural

COMPARATIVA COMBUSTIBLES FÓSILES

CARBÓN - PETRÓLEOCARBÓN - PETRÓLEO

• Emisión de partículas sólidas

• CO y CO2

• SO x• Hidrocarburos

• NOx

• H2S en escapes de refinerías

GAS NATURALGAS NATURAL

• No deja residuos sólidos

• Libera menos CO2 para la misma energía

• No produce SOx

• Elevado poder calorífico

¿Qué combustible es menos contaminante?¿Qué combustible es menos contaminante?

CENTRALES TÉRMICAS: producen energía eléctrica a partir de vapor de agua generado con la energía térmica liberada en la combustión de carbón, petróleo o gas natural.

CENTRALES TÉRMICAS

Ventajas

• Son las centrales eléctricas más baratas de construir, especialmente las de carbón

• Las centrales de gas natural, en su funcionamiento, son mucho más baratas que una termoeléctrica convencional, aumentando la energía térmica generada con la misma cantidad de combustible, y emiten menos contaminantes a la atmósfera.

Inconvenientes

• El uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases de efecto invernadero y gases que forman la lluvia ácida además de partículas volátiles que pueden contener metales pesados.

• Los combustibles fósiles son una fuente de energía finita y su uso está limitado a la duración de las reservas .

• Las emisiones térmicas en las torres de refrigeración (vapor ) pueden alterar el microclima local

• Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en éstos

FISIÓN NUCLEAR

+ ENERGÍA+ ENERGÍA

Central nuclear de fisión

Barras de control Núcleos pesados

Central nuclear de fisión con torre de refrigeración

Circuito 1Circuito 2

Circuito 3

Ventajas de las centrales nucleares de fisión

• Una de las ventajas de los reactores nucleares actuales es que casi no emiten contaminantes al aire (aunque periódicamente purgan pequeñas cantidades de gases radiactivos), y los residuos producidos son muchísimo menores en volumen y más controlados que los residuos generados por las plantas alimentadas por combustibles fósiles.

Últimamente se investigan centrales de fisión asistida, donde parte de los residuos más peligrosos serían destruidos mediante el bombardeo con partículas procedentes de un acelerador (protones seguramente). Se estima que la construcción del primer reactor de transmutación comenzará en el año 2014.El rendimiento de estas centrales sería en principio menor, dado que parte de la energía generada se usaría para la transmutación de los residuos.

Inconvenientes de las centrales nucleares de fisión

• Los reactores nucleares generan residuos radiactivos. Algunos de ellos con un semiperiodo elevado, como el americio, el neptunio o el curio, que además tienen una alta toxicidad. Los detractores de la energía nuclear hacen hincapié en el peligro de esos residuos que duran cientos e incluso miles de años.

• Algunas centrales también sirven para generar material adicional de fisión (plutonio) que puede usarse para la creación de armamento nuclear . Dicho interés en la creación de dichas sustancias impone un diseño específico del reactor en detrimento de la ecología del mismo.

• La percepción de peligro en la población proviene de varios factores:

• accidente en una central atómica• ataque terrorista • peligrosidad de los residuos y su alto poder

contaminante del medio ambiente• basureros nucleares• posible desviación de los residuos para la producción

de armas de destrucción masiva.

Los accidentes nucleares más graves han sido: Mayak (Rusia) en 1957, Windscale (Gran Bretaña) en 1957, Three Mile Island (EE. UU.) en 1979, Chernóbil (Ucrania) en 1986, Tokaimura (Japón) en 1999 y Fukushima (Japón) 2011. Y la lista es extensa en el caso de accidentes serios como filtraciones, y/o perdidas de material radiactivo.A estos accidentes, se le suma la pérdida económica que generan los basureros nucleares y el temor de una disposición inadecuada de los residuos nucleares. Cuando se calcula el costo del Kw hora generado en una planta atómica, no se incluyen los costos de los basureros nucleares. De incluirse este costo, el Kw hora es el más caro de todos los sistemas de producción de energía. Por esta razón, hay pocos basureros nucleares que cumplan los requisitos mínimos se seguridad. Y la disposición de los residuos ha sido, y sigue siendo, un tema de controversia.

RECURSOS ENERGÉTICOSRECURSOS ENERGÉTICOS

RENOVABLESRENOVABLES

ENERGÍA EÓLICA

¿VENTAJAS?

¿INCONVENIENTES?

aerogeneradores

• Aplicaciones:Aplicaciones:- los de mayor potencia 1MW para conexión a la red general- Para equipos de apoyo reduciendo consumo eléctrico- Electrificación de enclaves rurales aislados de la red general- Suministro de electricidad a equipos de desalación de agua,

bombeo en extracción de agua, etc.• VentajasVentajas: - Energía, limpia e inagotable.- Bajos costes de instalación; tecnología usada está muy

desarrollada en nuestro país.- Reduce consumo de energías no renovables.• InconvenientesInconvenientes:- Fuente de energía no es constante; con vientos fuertes es difícil de

almacenar, - Contaminación acústica e impacto en las avifauna y en el paisaje.

CENTRAL A PIE DE PRESA

CENTRAL FLUYENTE

Mapa de centrales hidroeléctricas de España

Ventajas de las centrales hidroeléctricas

• No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía.

• No contamina ni el aire ni el agua. • A menudo puede combinarse con otros usos como

riego, protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.

• Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.

• Las obras de ingenieria necesarias para aprovechar la energía hidraúlica tienen una duración considerable.

• La turbina hidraulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos

Inconvenientes de las centrales hidroeléctricas

• La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año.

• La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas.

• El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar lejos del centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los costos de mantenimiento y pérdida de energía.

La Biomasa como recurso energético:La Biomasa como recurso energético:

*Biomasa NaturalBiomasa Natural. . Se produce en la naturaleza, sin intervención humana (caída natural de ramas forestales y herbáceas, etc.).

*Biomasa ResidualBiomasa Residual. Subproductos y residuos procedentes de las actividades de la agricultura, ganadería, silvicultura y de la industria ( poda, rastrojos, alpechines, cáscaras, vinaza, estiércol, maderas duras y blandas de aserraderos, fábricas de muebles y de tableros, residuos de depuradoras, reciclado de aceites, etc.).

*Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU). Los Residuos Sólidos Urbanos (RSU). son muy apreciados por su alto contenido en materia orgánica (como papel o madera) que los convierte en una buena fuente de aprovisionamiento de materia prima,.

*Cultivos EnergéticosCultivos Energéticos. Son aquellos que están destinados a la producción de biocombustibles. Además de los cultivos existentes para la industria alimentaria (cereales y remolacha para producción de bioetanol y oleaginosas para producción de biodiesel).

colza

sojamaíz

Caña de azúcar

remolacha

Energía de la BIOMASAEnergía de la BIOMASA

la energía química de la biomasa se transforma en energía eléctrica

BiocombustiblesBiocombustibles

BiocombustiblesBiocombustibles• Para producir bioetanol a partir de semillas,

como el maíz es necesario convertir los almidones del grano en azúcares, lo que se consigue por medio de enzimas.

• Los azúcares resultantes se fermentan, proceso mediante el cual se obtiene el etanol.

• En el caso de la caña de azúcar, el proceso es un poco más simple, pues no se requieren las enzimas, ya que aproximadamente el 20% de la caña ya es azúcar. La caña se empieza a fermentar desde que es cortada, pero para obtener bioetanol se la debe someter a un proceso de fermentación.

Producción de biocombustibles: ETANOLProducción de biocombustibles: ETANOL

• En cuanto al biodiésel, este se produce a partir de los ácidos grasos derivados de aceites que pueden ser de origen vegetal o animal.

• Los aceites pueden ser sometidos a varios procesos, pero el más utilizado consiste en convertir los triglicéridos en esteres, para lo cual se produce una reacción en los aceites mediante el uso de un alcohol, que puede ser metanol o etanol, y un catalizador, que puede ser hidróxido de sodio o hidróxido de potasio. Luego se decanta la sustancia resultante, quedando el biodiésel en la parte superior y glicerina en la parte inferior.

• El biogás se genera por las reacciones de biodegradación de residuos vegetales y animales ( estiércol animal o humano, aguas negras y residuos agrícolas), mediante la acción de microrganismos en ausencia de aire (anaeróbico).

• Generalmente, el biogás es producido en biodigestores. Este es un sistema que aprovecha la digestión anaerobia de las bacterias que ya habitan en el estiércol, para transformar este en biogás y fertilizante.

• El biogás puede ser empleado como combustible en las cocinas, iluminación y calefacción doméstica, y en grandes instalaciones se puede utilizar para alimentar un motor que genere electricidad.

Ventajas del uso de la biomasa vegetal Ventajas del uso de la biomasa vegetal

- El uso de biocombustibles como fuente de energía renovable puede contribuir a reducir el consumo de combustibles fósiles por medio de su sustitución parcial o total de forma progresiva, responsables de la generación de emisiones de gases efecto invernadero. - Representan una alternativa viable al agotamiento de energías fósiles y a la total influencia y dominación de unos pocos países y compañías (gas y petróleo- Pueden obtenerse a partir de cultivos propios de una región, permitiendo la producción local del biocombustible. - Permiten disponer de combustible independientemente ( o menos dependiente y afectado ) de las políticas de importación y fluctuaciones en el precio del petróleo.- Producen mucho menos emisiones nocivas para los seres vivos, el agua y el aire. No contienen azufre causantes de las lluvias ácidas. - Produce una mejor combustión, resultando una reducción de humo visible en el arranque de motores de un 30% aproximadamente.

- Reduce emanaciones de dióxido de carbono CO 2 y de monóxido de carbono CO, partículas e hidrocarburos aromáticos. - Menos contaminantes y letales para la flora y fauna marina que los combustibles fósiles en vertidos en mares y ríos.

- Degradación mas rápida en sus elementos químicos en condiciones ambientales naturales que los precombustibles.

-En la combustión genera menos elementos nocivos que los combustibles fósiles.

- Prolonga la vida útil de los motores actuando como lubricante.

- Su transporte y almacenamiento es más seguro que el de los derivados del petróleo.

DesventajasDesventajas:

- Uno de los mayores prejuicios que se pueden ocasionar es la reconversión de terrenos destinados a cultivos de vegetales comestibles por ejemplo de maíz, caña de azúcar, etc. por otros destinados exclusivamente a producir biocombustibles.

- Las rotulaciones, desforestaciones y desecados de bosques, terrenos vírgenes y selváticos.

ENERGÍAENERGÍA SOLARSOLAR

• ARQUITECTURA BIOCLIMÁTICA:

– aprovechamiento pasivo

• APROVECHAMIENTO TÉRMICO– colectores para agua caliente– centrales solares termoeléctricas

• APROVECHAMIENTO FOTOVOLTAICO– Centrales eléctricas fotovoltaicas

Arquitectura bioclimática: aprovechamiento pasivo de la energía solar

MAPA DE RADIACIÓN SOLAR

Aprovechamiento térmico: agua caliente sanitaria, calefacción,..

Aprovechamiento térmico para la producción de energía eléctrica: centrales solares térmicas

Central solar termoeléctrica en Sevilla

Paneles fotovoltaicos- central fotovoltaica

Aprovechamiento fotovoltaico: energía fotones luzAprovechamiento fotovoltaico: energía fotones luz energía eléctrica energía eléctrica

Energía solar: aprovechamiento fotovoltaico

Estación sísmica- Alkurruntz

VentajasVentajas :

•Energía autóctona, inagotable y limpia•Elevada calidad energética•Independencia del exterior•Bajo impacto ecológico

Inconvenientes:Inconvenientes:

•Irregular y dispersa•La energía excedentaria es difícil de almacenar

ENERGÍAENERGÍA GEOTÉRMICAGEOTÉRMICA

• En zonas con gradiente geotérmico con anomalías positivas.

• Yacimientos geotérmicos de alta temperatura, media y baja temperatura

• Sobre puntos calientes; Dorsales emergidas; Zonas fracturadas en áreas volcánicas activas,….

.

Mapa geotérmico de EspañaMapa geotérmico de España

Aprovechamiento:•Eléctrico: en centrales geotérmicas

• Térmico: agua caliente sanitaria, invernaderos,….

• VentajasVentajas• Es una fuente de energía que evitaría la dependencia

energética del exterior.• Sistema de gran ahorro, tanto económico como

energético.• El área de terreno requerido por las plantas geotérmicas

por megavatio es menor que otro tipo de plantas. No requiere construcción de represas, tala de bosques, ni construcción de conducciones (gasoductos u oleoductos) ni de depósitos de almacenamiento de combustibles.

• Ausencia de ruidos exteriores.

• InconvenientesInconvenientes

• En ciertos casos emisión de ácido sulfhídrico que se detecta por su olor a huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.

• Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoníaco, etc.

• Contaminación térmica.

• Deterioro del paisaje.• No se puede transportar (como energía primaria).• No está disponible más que en determinados lugares.

Campos geotérmicos en Islandia

Bloque diagrama que representa las deformaciones tectónicas en Islandia

Campos geotérmicos de alta temperatura

Central geotérmica en SienaCentral geotérmica en Siena

Energía mareomotrizEnergía mareomotriz

Energía de las olasEnergía de las olas

La energía mecánica de las olas se puede aprovechar para su conversión en electricidad. Esta tecnología utilizaría una franja entre 5 y 30 km paralela a la costa, instalando sistemas intercalados para evitar una barrera continua en el mar.

Cómo funciona1- Se colocan unas boyas en el mar, ancladas al fondo marítimo, cuya forma y funcionamiento pueden variar.2- La energía cinética de las olas (la que tiene por razón de su movimiento), es aprovechada por la boya que recoge dicho movimiento lo que impulsa un eje que acciona una bomba de fluido. 3- El fluido llega a la turbina, accionándola y generando la energía eléctrica.

Potencial de la energía de las olas.-- Sería el 105,7% de la demanda eléctrica en el año 2050.

Diversidad tecnológica en las energías renovables

FUSIÓNFUSIÓN NUCLEARNUCLEAR

En las estrellas la energía se genera por fusión nuclear de átomos ligeros dando núcleos más pesados y liberando gran cantidad de energía.

En el Sol se unen átomos de H y se forman átomos de He

En los reactores de fusión se utilizan átomos de tritio y de deuterio. Para que choquen se deben someter a elevadas presiones y temperaturas del orden de 100 millones de grados, haciendo que la materia se encuentre en el estado de plasma con los electrones y núcleos separados. Actualmente sólo se ha logrado usar esta fuente de energía en la bomba de hidrógeno. Se considera la energía del futuro:•La fuente de deuterio es inagotable, está en el agua.•No produce residuos radiactivos peligrosos.Actualmente se están experimentado dos tipos de confinamiento capaces de contener el plasma.

REACTOR TOKAMAKREACTOR TOKAMAK

REACTORREACTOR DE FUSIÓNDE FUSIÓN