-
TALLER DE PROSPECTIV A
Integrantes:
Yesica Luca Salamanca M. Edgar Fernando Duarte Herrera Santiago
Silvera Pedro Andrs Rocha
TEMA: Ambiente, Ecologa Y Energas Alternativas
DEFINICIN:
El tema propone una relacin entre los conceptos Ambiente,
Ecologa y Energas Alternativas, y se pretende establecer las
tendencias primero a nivel mundial y luego a nivel nacional con
respecto a dicha relacin. Para comenzar es importante definir
apropiadamente estos conceptos y la consistencia de su
interrelacin.
El diccionario de la Real academia de la lengua espaola define
los conceptos de ambiente, ecologa y energas alternativas de la
siguiente manera1:
Ambiente: Condiciones o circunstancias fsicas, sociales,
econmicas, etc., de un lugar, de una reunin, de una colectividad o
de una poca.
Ecologa: Ciencia que estudia las relaciones de los seres vivos
entre s y con su entorno.
El concepto de energas alternativas es un poco ms complejo y
polmico, dado que no hay unanimidad acerca de las caractersticas
que hacen a una fuente de energa, una fuente alternativa. Esta
polmica radica bsicamente en tres caractersticas:
1. Que sean diferentes a las fuentes de energa clsica
(generalmente aceptadas) que son por combustin, nuclear e
hidroelctrica.
2. Que sean renovables, es decir que aprovechen fuentes en
principio ilimitadas (radiacin solar, viento, calor generado por la
tierra, etc).
3. Que no contaminen o generen muy pocos residuos dainos para el
medio ambiente.
Es difcil hallar un consenso acerca de qu es alternativo, para
un pas como Colombia por ejemplo, las fuentes hidroelctricas no son
fuentes alternativas. Sin embargo en los pases europeos, las
fuentes hdricas no son tan abundantes
1 DICCIONARIO DE LA LENGUA ESPAOLA - Vigsima segunda edicin
-
y por lo tanto, la energa hidroelctrica no es comn. Para otras
personas en cambio, la energa nuclear s es considerada como una
fuente alternativa, a pesar de los riesgos ambientales que conlleva
como los residuos radioactivos y la posibilidad de accidentes
nucleares.
Para propsitos prcticos en el presente trabajo, se acordar en
definir las energas alternativas como todas aquellas fuentes de
energa diferentes a las tradicionales. Dentro del grupo de fuentes
de energa tradicionales se consideran: la quema de combustibles
fsiles, y la hidroelctrica por ser muy comn en nuestro pas. La
energa nuclear se considerar como alternativa dado que Colombia no
posee aun mayores avances en este campo.
Por otro lado, ser independiente de su calidad de alternativas
si son renovables, sustentables o ecolgicas.
Sin embargo, el tema en cuestin no son estos conceptos en
particular sino la relacin de las energas alternativas con el
ambiente y la ecologa, y ms especficamente las tendencias mundiales
y nacionales al respecto.
Por esto, se analizar en primer lugar las energas alternativas
que poseen mayor desarrollo en el mundo en cuanto a su
funcionamiento y su relacin con el ambiente y la ecologa, y luego
se determinar el estado actual de desarrollo con el fin de
encontrar una tendencia, primero mundial y luego nacional.
ENERGA ELICA
La energa elica es una energa alternativa dado que su uso no es
suficientemente difundido. Sin embargo entre las energas
renovables, en las que estn entre otras la energa solar y la energa
geotrmica, la energa elica es la ms usada, con una produccin
energtica de cerca de la mitad de lo que se produce en total
mediante energas renovables.
FUNCIONAMIENTO
La energa elica es aquella que aprovecha la energa cintica del
viento para producir energa elctrica. Para esto se utilizan
generalmente aerogeneradores o turbinas de viento.
Estas funcionan de la misma manera que funcionan aun los clsicos
molinos de viento, los cuales se usan para recoger agua y para
moler granos. En cambio un aerogenerador o una turbina de viento,
posee tecnologa que permite transformar el movimiento que genera el
viento en electricidad.
Esto se logra uniendo las aspas del aerogenerador o la turbina a
un alternador o un dnamo, que convierte la energa mecnica en energa
elctrica. La electricidad puede almacenarse en bateras o ser
vertida directamente a la red. El funcionamiento es bastante
simple, y lo que se va complejizando es la construccin de
aerogeneradores que sean cada vez ms eficientes. Pueden ser de eje
vertical o de eje horizontal.
-
La generacin de energa elica tiene las siguientes ventajas y
desventajas2:
Ventajas
Es inagotable.
Frena el agotamiento de combustibles fsiles contribuyendo a
evitar el cambio climtico.
Es una de las fuentes ms baratas.
Es un procedimiento limpio y exento de problemas de
contaminacin.
Suprime radicalmente los impactos originados por los
combustibles durante su extraccin, transformacin, transporte y
combustin, lo que beneficia la atmsfera, el suelo, el agua, la
fauna, la vegetacin, etc.
La utilizacin de la energa elica para la generacin de
electricidad presenta nula incidencia sobre las caractersticas
fisicoqumicas del suelo o su erosionabilidad, ya que no se produce
ningn contaminante que incida sobre este medio, ni tampoco vertidos
o grandes movimientos de tierras.
Al contrario de lo que puede ocurrir con las energas
convencionales, la energa elica no produce ningn tipo de alteracin
sobre los acuferos ni por consumo, ni por contaminacin por residuos
o vertidos.
La generacin de electricidad a partir del viento no produce
gases txicos, ni contribuye al efecto invernadero, ni destruye la
capa de ozono, tampoco crea lluvia cida. No origina productos
secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.
Al finalizar la vida til de la instalacin, el desmantelamiento
no deja huellas.
Desventajas
La inversin en los aerogeneradores es alta, debido al gran tamao
de estos. A corto plazo es costoso.
El efecto visual de la implantacin de los aerogeneradores
produce una alteracin del paisaje importante y una esttica poco
agradable. Deben
2
http://www.revistafuturos.info/futuros14/energia_eolica.htm
-
ser ubicados en colinas, cerros y literales para aprovechar
adecuadamente el viento.
Los rotores producen un gran ruido. Fuente: Revista Futuros.
PERSPECTIVA MUNDIAL Y TENDENCIA
Segn la Agencia Internacional de Energa (I.E.A.) en su reporte
de progreso de las Energas Limpias, aproximadamente un 5,56% de la
energa que se produce actualmente en el mundo se obtiene mediante
energas alternativas, y aproximadamente la mitad, un 2.5% de esta,
se obtiene especficamente mediante la energa elica.3
La tendencia mundial del uso de la energa elica parece ser
creciente, segn el concilio global de energa elica (Global Wind
Energy Council), puesto que publico en su reporte anual datos que
se resumen en la siguiente tabla4:
REGIN Total 2009(MW) Variacin 2010(MW) Total 2010(MW) %
variacin
Africa 866 213 1.079 24.60%
Asia 39.639 21.450 61.087 54.11%
Europa 76.471 9.918 86.279 12.97%
Latinoamrica 1.306 703 2.008 53.83%
Norteamrica 38.405 5.805 44.189 15.12%
Oceania 2.221 176 2.397 7.92%
TOTAL MUNDIAL 158.908 38.265 197.039 24.08%
En la anterior tabla se evidencia un crecimiento mundial de Mega
watts producidos mediante energa elica del 24,08%, siendo las
regiones con mayor crecimiento Asia y Latinoamrica. Sin embargo es
importante aclarar que las regiones con mayor produccin de energa
elica son Europa, Asia y un poco ms atrs Norteamrica con
aproximadamente la mitad de la produccin europea, y la de menor
produccin es frica, ubicndose por debajo de Latinoamrica.
Es posible entonces resumir el estado actual y la tendencia
mundial de esta energa alternativa en la siguiente grfica:
3 http://www.iea.org/papers/2011/CEM_Progress_Report.pdf 4
http://www.gwec.net/fileadmin/images/Publications/GWEC_annual_market_update_2010_-_2nd_edition_April_2011.pdf
-
CAPACIDAD INSTALADA EN MW EN EL MUNDO
En un rpido anlisis es posible observar cmo se relacionan el
ambiente, la ecologa y la produccin de energa elica. Teniendo en
cuenta que el ambiente no se refiere solo a los recursos naturales
sino adems a las condiciones econmicas, culturales y sociales. Son
evidentes los factores que influyen en el mayor o menor desarrollo
de la produccin de energa elica en una determinada regin.
1. Recursos Naturales: La disponibilidad de fuentes hdricas y
combustibles fsiles son un factor determinante. Es claro que la
regin Europea y gran parte de Asia carecen de la abundancia en
estos recursos que gozan frica y Amrica latina, por lo que se ven
obligados a recurrir a energas alternativas.
2. Conciencia Ambiental: Por otro lado, dada dicha carencia,
estas regiones poseen una cultura ecolgica mucho ms desarrollada,
lo que los estimula en la bsqueda de fuentes renovables y no
contaminantes de energa.
3. Economa: Indudablemente, tanto Europa como Asia son regiones
en gran crecimiento econmico. Su condicin socioeconmica les permite
invertir en proyectos innovadores, ms aun teniendo en cuenta el
bajo costo de la energa elica.
4. Cultura: En regiones con un mayor nivel de educacin y
desarrollo en general, es fcil observar con mayor frecuencia el
emprendimiento de proyectos innovadores, de mayor eficiencia y
conveniencia social, econmica y ambiental. Se disminuyen la
corrupcin, y la manipulacin de las polticas por intereses
particulares.
Por ltimo es un importante indicador de la tendencia mundial las
metas propuestas para los prximos 5 aos por el concilio global de
energa elica. La prediccin dada en el reporte anual del 2010, la
cual aseguran es modesta, dice que para el final del 2015 se habrn
alcanzado los 449 GW de capacidad de produccin elica en el mundo,
lo cual es casi 2 veces y media la capacidad
-
instalada en el 2010. Adems de eso, se espera que en promedio en
los siguientes 5 aos se experimente un crecimiento anual del
11.1%.
Este crecimiento pronosticado se espera que se distribuya en las
regiones as:
Regin 2010 2015 Asia 61 GW 174,6 GW Europa 76 GW 146,1 GW Norte
Amrica 44 GW 94,2 GW Oceana 2,3 GW 7,4 GW Amrica Latina 2 GW 19 GW
frica 1 GW 7,5 GW
PERSPECTIVA Y TENDENCIA EN COLOMBIA
Colombia por ser un pas dotado con abundantes fuentes hdricas y
recursos naturales en general poco inters ha mostrado hasta el
momento por el cuidado del medio ambiente y mucho menos por la
bsqueda de la eficiencia en la generacin de energa. A esto debe
sumarse la falta de inters poltico dado que las decisiones
gubernamentales son altamente influidas por intereses particulares
de grandes empresas.
El desarrollo de la energa elica es incipiente en nuestro pas.
Un primer proyecto experimental existe y funciona en la Guajira, en
el parque llamado JEIPRACHI, construido por Empresas Pblicas de
Medelln E.P.M., actualmente posee una capacidad instalada de 20
MW.
Sin embargo, la ampliacin de esta capacidad instalada en el pas
no est cerca, dado que los costos an con los bonos de CO2 que
actualmente estn cerca de los 50 dlares son ms altos que los de la
produccin hidroelctrica y termoelctrica.
La tendencia en el pas es sin duda negativa en cuanto al
desarrollo de la energa elica, pese a que la geografa colombiana
permite estimar que se tiene una capacidad potencial de cerca de
los 18 GW en produccin elica.
ENERGA SOLAR
FUNCIONAMIENTO
Calentadores Solares
Sistema: El sistema Convencional de Calentadores consta de uno o
varios colectores solares y de un respectivo tanque de
almacenamiento. El colector emplea una parrilla de tubera de cobre
y como absorbedor, laminas de cobre o aluminio; como pelcula
absorbedora se emplea pintura corriente o con aditivos y otros
absorbedores selectivos. La cubierta exterior es vidrio corriente
templado y el aislamiento fibra de vidrio, icopor o poliuretano. El
tanque
-
generalmente es metlico en sistemas presurizados o de asbesto
cemento en sistemas abiertos.
Aplicacin: La aplicacin de energa solar en Colombia como medio
de Calentamiento, ha sido extendida a la generacin de agua caliente
para hogares, piscinas, hospitales, hoteles y procesos
industriales, y la calefaccin, empleos en los que se requiere calor
a bajas temperaturas.
Dentro de las aplicaciones domesticas, se han instalado
masivamente calentadores en urbanizaciones de Medelln (Villa Valle
de Aburr) y en Bogot (Ciudad Tunal, Ciudad Salitre) desarrollados y
fabricados por el Centro Las Gaviotas. La cadena hotelera (Hoteles
Dann) tambin hizo uso de estos calentadores, al igual que en la
cafetera de la antigua Empresa de Energa de Bogot (EEB) y el
Hospital Pablo Tobn Uribe, en Medelln.
La aplicacin entonces de Calentadores solares en Colombia aunque
ha tenido algunos usos, no ha tenido gran acogida y utilizacin; ser
entonces en una nueva crisis de Energa que se le dar un uso a mayor
escala.
Sistemas Fotovoltaicos
Sistema: Un Sistema Fotovoltaico es un dispositivo o conjunto de
dispositivos que se encargan de generar energa elctrica a partir de
Radiacin Solar. Este sistema consta de un generador solar que capta
la radiacin luminosa procedente del sol y la transforman en
corriente continua; un acumulador que se encarga de almacenar la
energa producida por el generador y permite disponer de corriente
elctrica. A dems de esto, un regulador de carga que evita
sobrecargas o descargas excesivas al acumulador y un inversor que
transforma la corriente continua en corriente alterna.
Aplicacin: La aplicacin de Sistemas Fotovoltaicos, han estado
encaminados a cubrir las necesidades realmente bsicas del sector
rural (Iluminacin, Radio y Televisin), donde esta aplicacin ha
tenido mayores usos. Durante los ltimos aos la utilizacin de este
tipo de herramientas han estado incluidas en los programas de
electrificacin rural que han tenido apoyo econmico de FAZNI (Fondo
de Apoyo Financiero para la Energizacin de las Zonas No
Interconectadas), as mismo EL IPSE (Instituto para la Promocin de
Soluciones Energticas), institucin que actualmente lidera las
acciones del Estado en la Energizacin del campo Colombiano.
La produccin de Energa Elctrica a travs de Sistemas
Fotovoltaicos, tiene grandes expectativas, ya que cerca de 1 milln
de familias que habitan las zonas rurales carecen de este
servicio.
PERSPECTIVA MUNDIAL Y TENDENCIA
Al ser la luz solar es una fuente inagotable de energa, a dems
de limpia y una alternativa para la actual dependencia del petrleo
y otras alternativas menos seguras y ms contaminantes; era de
esperarse que en los ltimos aos se haya evidenciado un notable
incremento de instalaciones de energa solar termina y fotovoltaica
en todo el mundo, debido en gran parte a la concientizacin de
la
-
sociedad desarrollada de sustituir las fuentes de energas fsiles
por unas mas amigables con el medio ambiente y al desarrollo de
tecnologas que de alguna manera mejoran la calidad y reducen costos
a largo plazo.
Actualmente, se evidencia la implementacin y uso de equipos
basados en energa solar como calentadores solares trmicos y
fotovoltaicos en muchos pases. A dems de esto, se cuenta con al
menos una veintena de empresas dedicadas al mbito de los servicios
de instalacin y mantenimiento de equipos solares en pases como
Australia, Israel, Japn, Brasil, y USA. A continuacin se muestra el
uso de la Energa Solar en diferentes Naciones:
Unin Europea: Instalacin de 23 millones de m2 de captadores
solares (14.280 MWt) a finales de 2006, cabe destacar que Alemania,
Grecia y Austria participan del 75,3 % del total de la superficie
instalada
Chipre: es el pas que ms cantidad de energa solar trmica aporta
por habitante en el mundo, con 350 kWt por cada 1.000 habitantes.
Ms del 90% de los edificios construidos en este pas estn equipados
con captadores solares trmicos.
Grecia: Actualmente cuentan con aproximadamente 3,5 millones de
m2 de captadores solares, que abastece de agua caliente a uno de
cada cuatro habitantes
Israel: alrededor del 85% de las viviendas estn equipadas con
colectores solares
Turqua: Aproximadamente 10 millones de m2 de captadores
solares
China: es el pas con ms superficie de captadores solares
instalados, 78 millones, lo que supone aproximadamente el 40% de
todos los instalados en el mundo. Hoy, ms de10 millones de familias
chinas disponen de agua caliente gracias al sol.
Chile: Entre 1992 y 2000 se instalaron cerca de 2500 soluciones
individuales con sistemas fotovoltaicos, para abastecer de energa
elctrica a viviendas rurales, escuelas y postas.
Egipto: aproximadamente 40 mil casas (unos 127 MW de consumo)
reciben electricidad a travs de la nueva central hbrida
solar/trmica
-
Otros Datos
Incluyendo la biomasa tradicional, la calefaccin y la coccin de
los alimentos seguirn siendo los usos principales de los
combustibles renovables durante los prximos 25 aos. El sector de la
energa elctrica, sin embargo, ser, segn las previsiones, el agente
impulsor del incremento mundial del consumo de energa renovable
(IEA, 2004). Este sector represent el 25 por ciento del consumo
mundial de energa
-
renovable en 2002, y su proporcin proyectada aumentar al 38 por
ciento para 2030.
La energa renovable representa, en los pases en desarrollo, una
proporcin mayor de los suministros totales de energa que en los
pases desarrollados. Alrededor del 75 por ciento de la energa
renovable se consume en los pases en desarrollo.
Fig. ENERGA SOLAR INSTALADA EN EL AO 2006 Y AOS ANTERIORES
EN LA UNIN EUROPEA
ENERGIA SOLAR TERMICA EN EUROPA: ESTADISTICAS 2009
En el ao 2009, se evidencio un desarrollo en el mercado de
energa solar trmica, las aplicaciones para calefaccin y
refrigeracin ganaron fuerza en
-
ms pases. Aunque gran parte del mercado se encuentra en el mbito
familiar, la demanda por parte de empresas, organismos oficiales y
otros usuarios comerciales esta aumentan do significativamente.
ENERGIA SOLAR TERMICA EN ESPAA
Actualmente hay instalados en Espaa aproximadamente unos
1.220.000 m2 de captadores solares, sin embargo esta no era la meta
que se esperaba lograr de acuerdo al Plan de Fomento de las Energas
Renovables que estipulaba un objetivo de 4.900.000 m2 en el ao
2010. Gran parte del crecimiento en instalaciones de captadores
solares estuvo impulsado por la entrada en vigor del cdigo tcnico
de la edificacin (CTE) en el que partir de esa fecha todos los
edificios de nueva construccin y rehabilitacin deber contar con
instalaciones de energa solar trmica para la produccin de agua
caliente sanitaria. A continuacin, se muestra la distribucin de
instalaciones en Espaa.
En un reciente reporte denominado Pronostico del Mercado de
Energa Solar Trmica 2020, estimo que el mercado y el campo de la
energa solar en el mundo seguir creciendo durante toda la dcada. A
dems se menciono que unas de las principales causas o apoyos a la
causa de Energas limpias, son las emisiones de efecto invernadero,
as como la concientizacin y la bsqueda por parte de las economas
del mundo de energas y desarrollos sustentables. En muchos pases se
ha visto un incremento en los estmulos haca las energas limpias.
Los pases en desarrollo han invertido casi $512 mil millones de
dlares en estimular el crecimiento de las energas limpias. La
energa solar trmica mundial ha tenido una increble expansin en
capacidad instalada durante el 2010.
TENDENCIAS ENERGIA SOLAR A NIVEL MUNDIAL Desde hace muchos aos,
el uso de energa solar como fuente de generacin elctrica y dems
aplicaciones, ha sido notorio; sin embargo, cabe destacar que a
medida que pasa el tiempo la sociedad se va dando cuenta de la
importancia que ha adquirido esta al momento de suplir ciertas
necesidades.
-
En la actualidad, el mundo se est apropiando de la idea de que
las Energas tradicionales son finitas, que llegara el momento en
que esos recursos no darn abastos para suplir la magnitud de la
demanda que se genere; es por esta razn que los grandes pases
desarrollados se estn concientizando de esta realidad y le estn
apostando a desarrollos en base a energas alternativas, dentro de
las cuales encontramos la Energa Solar, una fuente inagotable, con
ciertas variaciones pero una fuente que estar all. Las inversiones
en infraestructura, desarrollos y expansiones en este campo han
crecido paulatinamente en ciertos pases, pero en otros se evidencia
un crecimiento constante e incluso acelerado en cuanto a esto. Es
evidente el crecimiento que ha ostentado el tema de la Energa Solar
como forma de Energa Alternativa, y la tendencia actual y futura
estar encaminada a este mismo crecimiento; en la medida en que la
sociedad y los grandes pases se concienticen de nuestra situacin en
cuanto a la disminucin de las fuentes tradicionales de energa
(Carbn, petrleo, termo e hidroelctrica, gas natural, biomasa y
nuclear) y el impacto ambiental que estas provocan a nuestro
planeta, en esa medida se presentar el crecimiento de I+D,
infraestructura, expansin e innovaciones. A dems mientras se
realicen mayores desarrollos exitosos en este campo muy
posiblemente la produccin en masa que se dar producir un mayor
auge, haciendo que el uso de esta energa alternativa se expanda a
gran parte de las regiones, y se sustituyan las Energas
tradicionales por unas ms amigables y econmicas a largo plazo.
PERSPECTIVA Y TENDENCIA EN COLOMBIA
PROYECTOS INSTALADOS EN COLOMBIA:
Armenia - Quindo (Proyecto SENA) 11 Abril del 2011
Puerto Nario Amazonas 15 Enero 2011
Serrana del perij Cesar 27 Enero 2011
La Energa Solar, es la energa que irradia el sol y es recibida
por la tierra. Se le considera a esta una energa Renovable o
alternativa por su naturaleza inagotable y el poco efecto negativo
que tiene para el medio ambiente; sin embargo para hacer uso de
ella es necesario tener en cuenta que es una fuente intermitente,
cambiante y de baja densidad de potencia. Es por esta razn que en
Colombia los usos que se le da a este tipo de energa renovable no
son de grandes dimensiones; las aplicaciones ms vistas son:
Calentamiento de agua (para uso domestico, Industrial y
Recreacional), generacin de electricidad a pequea escala, secado
Solar de productos agrcolas y la destilacin solar de agua de mar u
otras agua no potables.
INVESTIGACION Y DESARROLLO El desarrollo de aplicaciones en este
campo a nivel Colombiano aunque no ha sido nulo, no ha tenido la
suficiente fuerza, ni el logro en comparacin como el que han tenido
otros pases; actualmente Colombia no estara en capacidad de
competir frente a los productos extranjeros de esta ndole. Sin
embargo en
-
Colombia se han evidenciado pequeos brotes de investigacin y
desarrollo que cabe destacar: A mediados de los aos 80, Colciencias
haba identificado 20 grupos de investigacin en FENR (Fuentes de
Energas Nuevas y Renovables), se trabajaba entonces, en el
desarrollo de diversos tipos de colectores solares, as como
sistemas de almacenamiento de calor, ingeniera de grandes sistemas
de calentamiento, secados y destilacin solar, entre otros. La
Universidad Nacional de Colombia tuvo gran participacin en I+D en
esta rea, dando su aporte en el desarrollo de celdas de Cds y la
ingeniera de los sistemas fotovoltaicos. Actualmente se puede
evidencia un aumento significativo de los grupos Universitarios de
I+D de energa en Colombia, ascendiendo el numero a 101 grupos
dedicados a este campo; de estos grupos 4 se dedican a las Energas
Renovables, y de estos 3 lo hacen en energa solar. Dentro de estn
investigaciones se cubren temticas como radiacin solar,
aplicaciones trmicas de la energa solar (colectores y calentadores
de agua, destiladores solares, secadores solares, entre otros) y
celdas solares y sus aplicaciones.
TENDENCIA DE LA ENERGIA SOLAR A NIVEL COLOMBIANO
Colombia, a pesar de su escasa participacin en Investigaciones y
Desarrollos considerables en este campo, no es un pas que presente
gran magnitud de daos medioambientales en comparacin a pases
desarrollados como China y Estados Unidos. Esta poca participacin,
hace que la evolucin en el tema de Energas Alternativas no sea muy
notoria, y el hecho de ser un pas subdesarrollado hace que la
utilizacin de fuentes de Energa como la Nuclear no se d en nuestro
pas. Las aplicaciones que se evidencian en Colombia son a pequea
escala, usos domsticos, empresariales y rurales, entre otros, han
sido latentes.
En la medida en que seamos un pas subdesarrollado la necesidad y
el deber de concientizacin no va a estar muy marcado, es por esta
razn que el crecimiento o evolucin de Colombia en este campo no ser
realmente significativo.
ENERGA GEOTRMICA
FUNCIONAMIENTO
Existen lugares de aguas termales con poca profundidad donde la
generacin de calor desprendido se presta para su aprovechamiento,
en estos lugares se realiza siempre un nmero par de perforaciones,
por una de ellas sale el agua a altas temperaturas o el vapor de
agua, que se aprovecha para mover una turbina y as generar la
electricidad, y por la segunda se vuelve a inyectar el agua ya
utilizada.
-
ILUSTRACIN 1ESQUEMA DE LAS FUENTES DE ENERGA GEOTRMICAS.5
ILUSTRACIN 2 DRY STEAM PLANT DIAGRAM6
Tipos de yacimientos geotrmicos segn la temperatura del agua
Energa geotrmica de alta temperatura. La energa geotrmica de
alta
temperatura la podemos encontrar en las zonas activas de la
corteza
terrestre. Esta temperatura se encuentra entre 150 y 400 C, se
produce
vapor en la superficie y mediante una turbina, genera
electricidad.
Energa geotrmica de temperaturas medias. La energa geotrmica
de
temperaturas medias es aquella en que el agua subterrnea est
a
temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 C.
Por
consiguiente, la conversin vapor-electricidad se realiza con
un
rendimiento menor. Estas fuentes permiten explotar pequeas
centrales 5 Fuente:
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_geot%C3%A9rmica 6 Fuente
: http://geo-energy.org/Basics.aspx
-
elctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse
mediante
sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefaccin.
Energa geotrmica de baja temperatura. La energa geotrmica de
temperaturas bajas es aprovechable en zonas ms amplias que
las
anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Los
fluidos
estn a temperaturas de 50 a 70 C.
Energa geotrmica de muy baja temperatura. La energa geotrmica
de
muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se
calientan a
temperaturas comprendidas entre 20 y 50 C. Esta energa se
utiliza para
necesidades domsticas, urbanas o agrcolas.
Si se trata de producir electricidad con un rendimiento
aceptable la temperatura mnima est entre 120 y 180 C, pero las
fuentes de temperatura ms baja son muy apropiadas para los sistemas
de calefaccin urbana.
Ventajas
1. Es una fuente que evitara la dependencia energtica del
exterior.
2. Los residuos que produce son mnimos y ocasionan menor
impacto
ambiental que los originados por el petrleo y el carbn.
3. Sistema de gran ahorro, tanto econmico como energtico
4. Ausencia de ruidos exteriores
5. Los recursos geotrmicos son mayores que los recursos de
carbn,
petrleo, gas natural y uranio combinados.
6. No est sujeta a precios internacionales, sino que siempre
puede
mantenerse a precios nacionales o locales.
7. El rea de terreno requerido por las plantas geotrmicas por
megavatio
es menor que otro tipo de plantas. No requiere construccin de
represas,
tala de bosques, ni construccin de tanques de almacenamiento
de
combustibles.
8. La emisin de CO2, con aumento de efecto invernadero, es
inferior al que
se emitira para obtener la misma energa por combustin.
Desventajas
1. En ciertos casos emisin de cido sulfhdrico que se detecta por
su olor a
huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es
letal.
2. Contaminacin de aguas prximas con sustancias como
arsnico,
amonaco, etc.
-
3. Contaminacin trmica.
4. Deterioro del paisaje.
5. No se puede transportar (como energa primaria).
6. No est disponible ms que en determinados lugares.
PERSPECTIVA MUNDIAL Y TENDENCIA
Capacidad de plantas de energa geotrmica instaladas
Pas
Capacidad (MW)
2007
Capacidad (MW)
2010
Porcentaje de la produccin nacional
USA 2687 3086 0.3%
Philippines 1969.7 1904 27%
Indonesia 992 1197 3.7%
Mexico 953 958 3%
Italy 810.5 843
New Zealand 471.6 628 10%
Iceland 421.2 575 30%
Japan 535.2 536 0.1%
El Salvador 204.2 204 14%
Kenya 128.8 167 11.2%
Costa Rica 162.5 166 14%
Nicaragua 87.4 88 10%
Russia 79 82
Turkey 38 82
Papua-New Guinea
56 56
-
Guatemala 53 52
Portugal 23 29
China 27.8 24
France 14.7 16
Ethiopia 7.3 7.3
Germany 8.4 6.6
Austria 1.1 1.4
Australia 0.2 1.1
Thailand 0.3 0.3
TOTAL 9,731.9 10,709.7
Mxico es actualmente el nico pas latinoamericano y el tercero a
nivel mundial en la produccin de energa geotrmica con una capacidad
instalada de 959,9 MW, esto representa el 3,24% del total de energa
generada por el pas, Mxico adems posee la ms grande planta de
energa geotrmica en el mundo, la Planta de Energa Geotrmica Cerro
Prieto.
Tendencia
Existe otro tipo de energa geotrmica en la cual se usa el calor
generado por magma o roca fundida que genera energa geotrmica a muy
altas temperaturas pero con la tecnologa existente aun es inviable
econmicamente, sin embargo pases como Australia, suiza, Francia y
Alemania tienen programas en los que estn desarrollando este tipo
de proyectos.
PERSPECTIVA Y TENDENCIA EN COLOMBIA
Colombia podra generar posible energa geotrmica en el 2013
Sera la primera vez que en Colombia se utilice este tipo de
fuente para generar electricidad. Actualmente, Isagen adelanta
estudios de factibilidad en el rea de influencia del volcn Nevado
del Ruiz. El proyecto, en principio, tiene un costo de 190 millones
de dlares e incluye la realizacin de los estudios de factibilidad
tcnica, ambiental y financiera, perforaciones exploratorias,
perforacin de pozos de produccin, adecuacin de infraestructura para
accesos, conexin al sistema de transmisin nacional, suministro de
los equipos, construccin de la planta y puesta en operacin
comercial. "Durante 2010 y 2011 se realizarn estudios
complementarios de geologa, geofsica y gradiente trmico, por un
valor de 2,65 millones de dlares, con el objeto de caracterizar, de
manera ms
-
detallada, los sitios seleccionados en la etapa de factibilidad
bsica para la generacin de energa elctrica basada en la
geotermia7.
ENERGA DE BIOMASA
FUNCIONAMIENTO
La energa de la biomasa proviene de la energa que almacenan los
seres vivos. Es tambin, toda sustancia orgnica renovable de origen
tanto animal como vegetal.
En primer lugar, los vegetales al realizar la fotosntesis,
utilizan la energa del sol para formar sustancias orgnicas. Despus
los animales incorporan y transforman esa energa al alimentarse de
las plantas. Los productos de dicha transformacin, que se
consideran residuos, pueden ser utilizados como recurso
energtico.
Desde principios de la historia de la humanidad, la biomasa ha
sido una fuente energtica esencial para el hombre. Con la llegada
de los combustibles fsiles, este recurso energtico perdi
importancia en el mundo industrial. En la actualidad los
principales usos que tiene son domsticos.
Existen diferentes mtodos que transforman la biomasa en energa
aprovechable. Los procesos ms usados en la transformacin energtica
son los termoqumicos y los biolgicos.
Mtodos Termoqumicos
Estos mtodos se basan en la utilizacin del calor como fuente de
transformacin de la biomasa. Estn muy desarrollados para la biomasa
seca, sobre todo para la paja y la madera. Se utilizan los procesos
de:
Combustin
Es la oxidacin de la biomasa por el oxgeno del aire, en esta
reaccin se libera agua y gas carbnico, y puede ser utilizado para
la calefaccin domstica y para la produccin de calor industrial.
Pirlisis
Se trata de una combustin incompleta a alta temperatura (~500C)
de la biomasa en condiciones anaerobias. Se utiliza desde hace
mucho tiempo para producir carbn vegetal. Este mtodo libera tambin
un gas pobre, mezcla de monxido (CO) y dixido de carbono (CO2), de
hidrgeno (H2) y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de poco poder
calrico, puede servir para accionar motores diesel, para producir
electricidad, o para mover vehculos. Una variante de la pirlisis,
es la pirlisis flash. Esta se realiza a una temperatura mayor,
alrededor de 1.000 C, y tiene la ventaja de asegurar una
gasificacin casi total de la
7 Fuente: Isagen DGAR A. NEZ BASTIDAS/ Redactor
-
biomasa. Se optimiza de esta forma el "gas pobre". Las
instalaciones en la que se realizan la pirlisis y la gasificacin de
la biomasa se llaman gasgenos. El gas pobre producido puede
utilizarse directamente o puede servir como base para la sntesis de
metanol, el cual podra sustituir a las gasolinas para la
alimentacin de los motores de explosin (carburol).
La gasificacin tiene ventajas con respecto a la biomasa
original:
- El gas producido es ms verstil y se puede usar para los
mismos
propsitos que el gas natural.
- Puede quemarse para producir calor y vapor y puede alimentar
motores
de combustin interna y turbinas de gas para generar
electricidad.
- produce un combustible relativamente libre de impurezas y
causa
menores problemas de contaminacin al quemarse.
Mtodos Biolgicos.
Se trata de una fermentacin alcohlica que transforma la biomasa
en etanol (biocombustible). Este alcohol se produce por la
fermentacin de azcares
Otro mtodo biolgico es la fermentacin metnica, que es la
digestin anaerobia de la biomasa por bacterias. Se suele utilizar
para la transformacin de la biomasa hmeda. En los fermentadores, o
digestores. La celulosa es la sustancia que se degrada en un gas,
el cual contiene alrededor de 60% de metano y 40% de gas carbnico.
Para este proceso se requiere una temperatura entre 30-35 C. Estos
digestores por su gran autonoma presentan una opcin favorable para
las explotaciones de ganadera intensiva.
Aplicaciones
La gran variedad de biomasas existentes unida al desarrollo de
distintas tecnologas de transformacin de sta en energa (Combustin
directa, Pirlisis, Gasificacin, Fermentacin, Digestin
anaerbica,...) permiten plantear una gran cantidad de posibles
aplicaciones entre las que destacan la produccin de energa trmica,
electricidad.
(Miliarium Aureum 2004, pg.1)
-
Tipos de energa que pueden ser extrados de la Biomasa
PERSPECTIVA MUNDIAL Y TENDENCIA
Distribucin energtica a nivel mundial, (Serbio Rigo 2007,
pg.1)
En Europa, Francia es el pas que mayor cantidad de biomasa
consume (ms de 9 millones de toneladas equivalentes de petrleo
-TEP-) seguido de Suecia.
Los factores que condicionan el consumo de biomasa en algunos
pases son:
- Factores geogrficos: Debido a las condiciones climticas de
la
regin, las cuales indicarn las necesidades de calor que requiera
cada
zona, y las cuales podrn ser cubiertas con biomasa.
- Factores energticos: Por la rentabilidad o no de la biomasa
como
recurso energtico. Esto depender de los precios y del
mercado
energtico en cada momento.
Disponibilidad del recurso: Este es el factor que hay que
estudiar en primer lugar para determinar el acceso y la
temporalidad del recurso.
Aunque en Colombia se trabaja cada da ms en la instalacin de
plantas para el tratamiento o conversin de Biomasa en energa, n
estamos lejos de alcanzar el nivel de Francia o Alemania, pases
lderes de la Comunidad Europea, los cuales sobrepasan los seis
millones de hogares que utilizan la madera como fuente de calor, o
de Dinamarca, donde una planta quema 28.000 toneladas anuales de
paja para producir 13 Mw. de electricidad. En Brasil unos 2.000.000
de vehculos funcionan con alcohol casi puro, obtenido del cultivo
de la caa de azcar, y 8.000.000 ms utilizan una mezcla de gasolina
y alcohol.
-
Uno de los ejemplos ms destacados en el campo de la tecnologa de
las fuentes de energa renovables es el caso de la obtencin de
alcohol industrial por fermentacin en Brasil. En 1976, el gobierno
brasileo decidi dejar de ser el mayor importador de petrleo entre
los pases en desarrollo, y se embarc en un programa para la
produccin masiva de etanol, a partir de melazas de caa de azcar o
de la pulpa de mandioca, para ser utilizado como combustible. Gran
parte del etanol se mezcla con gasolina, y constituye el 20 % del
combustible que utilizan los automviles, con el consiguiente ahorro
de energa fsil (gasolina).
Es poco probable que el combustible de biomasa sea factible en
muchos pases occidentales pequeos y densamente poblados. Pero en
Brasil, las vastas extensiones de terreno, la elevada productividad
agrcola y los altos niveles de precipitaciones y sol, hacen que el
proceso sea ideal.
Incluso los pases avanzados estn buscando medios para reducir su
dependencia de los combustibles fsiles y organizando proyectos de
biomasa tendentes a satisfacer una parte de sus necesidades
energticas. Suecia obtiene ya un 10 % de su energa de desechos
forestales y agrcolas, y Finlandia, el 14 %. En el Reino Unido
existen proyectos para producir alcohol en fermentadores en proceso
continuo, que son lo suficientemente rpidos y el alcohol lo
bastante concentrado como para poder competir con la gasolina como
combustible para el transporte.
EE.UU. tiene instalados ms de 9.000 MW para generacin de energa
elctrica, obtiene el 4% de la energa que necesita de esta fuente.
La Unin Europea tiene un potencial econmico en biomasa del orden de
100 Mtep (Millones de Toneladas Equivalentes de Petrleo),
aproximadamente el 10% de sus necesidades, su potencial tcnico es
del orden de 306 Mtep.
Aunque en algunos casos, la energa por Biomasa puede generar
residuos an ms contaminantes que los de muchos combustibles slidos
(caso de Aceites de Palma como combustibles), la tendencia a nivel
mundial es incrementar el consumo de combustibles vegetales,
reduciendo as el uso de combustibles fsiles.
Inversin anual mundial en nueva capacidad de generacin de
energas renovables en miles de millones de dlares. Fuente:
Renewables 2010, Global Status Report, REN 21.
-
Variacin de la capacidad de generacin de energa. Fuente: Wind in
Power, European Statistics 2009, European Wind Energy Association,
EWEA.
PERSPECTIVA Y TENDENCIA EN COLOMBIA
Uno de los productos que ms desarrollo y apoyo para su generacin
a partir de biomasa en el pas, es el Etanol. Desde el ao 2002 se ha
incrementado la inversin pasando de 25 millones de litros en dicho
ao a 65 millones en 2006 y 107 millones de litros en 2010. A
continuacin vemos una proyeccin de la generacin de ste combustible
a partir de palma hasta 2010.
Fuente: Hart Energy
Como se puede observar, la tendencia en el pas es incrementar la
generacin de energas a partir de biomasa.
-
(American Coalition for Ethanol 2011, pg.1)
Comparando los datos de Colombia con los del resto del mundo en
el ao 2006, vemos que mientras en el mundo se generan alrededor de
5 mil millones de litros de etanol a partir de Biomasa, en Colombia
solo se generaban 65 millones de litros, lo que corresponde a tan
solo el 1.3%.
Participacin de Colombia, como generador de Etanol a nivel
mundial.
Bibliografa:
American Coalition for Ethanol, 2011. American Coalition for
Ethanol: Home. American Coalition for Ethanol: Home. Available at:
http://www.ethanol.org/index.php?id=7&parentid=7 [Accedido Mayo
23, 2011].
Miliarium Aureum, 2004. Biomasa. Biomasa. Available at:
http://www.miliarium.com/monografias/energia/E_Renovables/Biomasa/Biomasa.asp
[Accedido Mayo 23, 2011].
Serbio Rigo, 2007. Biomasa. Biomasa. Available at:
http://html.rincondelvago.com/biomasa.html [Accedido Mayo 23,
2011].
1,30%
98,70%
Colombia
Resto del mundo
-
Alemania23%
EE.UU40%
Espaa14%
Rep. Checa3%
India3%
Korea5%
Italia3%
Suecia 3%
Japn6%
Nacionalidad InventoresEnergas Alternativas
(Solar, Elica, Geotermica, Biomasa)
ANLISIS DE PATENTES
Fig. 1 Porcentaje de participacin de Inventores segn
Nacionalidad.
AGENCIA AUTOR NACIONALIDAD IDIOMA PATENTE 1997 2007 2008 2009
2010 2011
EPO Aloys Wobben Alemania English 1
EPO OHTA TOSHIAKI Japn English 1
USPTO Aloys Wobben Alemania English 1
EPO KOH, HONG SEOW Japn English 1
WIPO HUEMER HERBERT Alemania German 1
WIPO STROLKA-ECHOLS JOHANNA Alemania German 1
EPO Jose Miguel Garcia Sayes Espaa Spanish 1
EPO Jos Ignacio Llorente Gonzlez Espaa English 1
EPO BACON NICHOLAS RICHARD EE.UU English 1
EPO WICKSTROM ANDERS Suecia English 1
EPO ARENDT CORY P EE.UU English 1
WIPO COBOS DE LA FUENTE,ALFONSO Espaa Spanish 1
WIPO COBOS DE LA FUENTE,ALFONSO Espaa Spanish 1
USPTO Bonnet; Laurent Alemania English 1
USPTO Boone; Daniel EE.UU English 1
USPTO Longtin; Randy S. EE.UU English 1
PATENTADOS (ES) CUMPLIDO MATESANZ,FCO. JAVIER Espaa Spanish
1
EPO Matthews; Hugh B. EE.UU Spanish 1
WIPO KAMINSKY, Robert, D EE.UU English 1
WIPO NORMANN, Randy A.; EE.UU English 1
WIPO WATTERS, Larry EE.UU English 1
WIPO CHORDIA, Lalit EE.UU English 1
WIPO SAAR, Martin O EE.UU English 1
WIPO GUTH, David EE.UU English 1
WIPO KIM, TAE WOONG KOREA English 1
EPO ELLIOTT GERALD EE.UU English 1
EPO SALVINI MAURO Italia English 1
EPO WHEELER M CLAYTON EE.UU English 1
EPO
MUKUNDA HANASOGE
SURYANARAYANA AVADHANY India English 1
EPO KIM KYO UNG Corea del Sur English 1
EPO STEVANOVIC DRAGAN Alemania English 1
EPO HAAS GERNOT VON Alemania English 1
EPO WIMMER FRANZ Alemania English 1
1EE.UU English
1EnglishOrsak Radek Republica ChecaEPO
EPO PTACEK MILAN
-
El desarrollo de las Energas No convencionales (Energas
Alternativas) a nivel internacional, ha tenido su desarrollo a raz
de algunas crisis como la petrolera que han generado incertidumbre
por la dependencia significativa de algunos pases por los recursos
petroleros como fuente de energa.
Ahora bien, analizando el estado actual de las energas a Nivel
Mundial, podemos evidenciar una disminucin significativa de las
fuentes de energa Convencionales, a dems de una concientizacin
mundial del agotamiento de estos recursos que se est afrontando
actualmente; las grandes potencias mundiales, a raz de la presin
que existe actualmente con respecto a los recursos energticos, han
tomado la iniciativa de desarrollar e innovar en lo referente a
este sector. Es por esta razn, que se ha impulsado la actividad de
patentes en este campo con un enfoque ms pronunciado en energa
solar (energa termal y fotoenerga), energa elica, energa biomasa y
Geotrmica.
Actualmente, el liderazgo de patentes en el sector de la Energa
Solar lo ostentan Alemania y Japn; as mismo, Estados Unidos
presenta el mayor desarrollo de patentes en lo referente a Energa
Elica y Geotrmica; y finalmente Alemania y Estados Unidos se
presentan como importantes innovadores en el sector de la Energa
Biomasa.
Cabe resaltar que pases como Espaa, Suecia, Corea, India,
Italia, entre otros han aportado significativamente en el
desarrollo de energas alternativas.
Los ltimos cinco aos, y con un poco mas de actividad en los aos
2010 y 2011, ha sido notorio el crecimiento y desarrollo que ha
presentado esta rea; podemos decir que este impulso ha sido
provocado por el agotamiento y repercusiones que se han tenido por
el uso de las energas Convencionales y por la necesidad del ser
humano de buscar energas alternativas que mitiguen el impacto
ambiental que han causado y que contribuyan a la recuperacin y
reparacin de lo que se le ha quitado al planeta.
No podemos revertir el dao causado, pero si podemos contribuir a
cambiar los hbitos y formas de obtencin de energa; el desarrollo e
innovaciones en el rea de las Energas Alternativas dan cuenta de
ello.
-
AUDITORIA TECNOLGICA
Se realiz un anlisis de auditora tecnolgica con el fin de
determinar la situacin competitiva de Colombia a nivel mundial en
relacin a las tecnologas de produccin de energas alternativas.
Para ello se us una matriz tridimensional que permite establecer
la posicin tecnolgica competitiva en cuanto a las diferentes
tecnologas de energa alternativa, en comparacin con el ciclo de
vida o nivel de madurez de cada una de estas energas y por ltimo
una variable cuantitativa que consiste en la capacidad productiva
en MW instalada en Colombia, como indicador de la inversin nacional
actual en dicha tecnologa.
La investigacin arroj que el ciclo de vida de las tecnologas de
generacin de energas alternativas puede describirse as:
Energa Elica: Se considera que esta tecnologa a nivel mundial ha
alcanzado un alto grado de madurez sin llegar an a entrar en
declive, dado que aun no se explota una proporcin considerable de
la capacidad potencial. Sin embargo la investigacin en esta
tecnologa ha llegado a un punto estable. Por esto se clasifica como
una tecnologa madura.8
Como ya hemos visto, la produccin colombiana de energa elica es
de apenas 20 MW. Lo que posiciona a Colombia en una posicin dbil
competitivamente hablando.
Energa por Biomasa: La tecnologa de biomasa ha logrado un lugar
de gran importancia como energa alternativa, sobre todo para uso
como combustible en automviles. Sin embargo, aunque la produccin
mundial de energa mediante esta tecnologa es la ms elevada en
comparacin con las energas alternativas ac estudiadas, la
investigacin an no alcanza un punto estable dadas las
caractersticas de esta tecnologa, ya que an existe un gran campo de
investigacin al respecto. Por esto se considera que la tecnologa se
encuentra en una fase embrionaria, por lo que su futuro es bastante
prometedor.9
Segn los datos recolectados, actualmente Colombia posee
instalada una capacidad de produccin de 35 MW por medio de biomasa.
Esto evidentemente coloca a Colombia en una posicin dbil en
competitividad global.
Energa Geotrmica: La energa geotrmica es a nivel mundial una
energa que se limita a ciertas regiones que poseen caractersticas
particulares (regiones volcnicas por ejemplo) que permiten la
explotacin del calor subterrneo. Por esto, la produccin es bastante
limitada. Sin embargo, en cuanto a su ciclo de vida, la tecnologa
geotrmica ya ha alcanzado un grado de madurez en el cual la
investigacin se estabiliz. Por esto se considera que esta tecnologa
est en una fase Madura ya muy cerca al declive.10
8
http://www.acciona.es/sostenibilidad/cambio-clim%C3%A1tico-y-ecoeficiencia/energ%C3%ADas-renovables/energ%C3%ADa-e%C3%B3lica
9 http://www.laondadigital.com/laonda/laonda/301-400/394/B3.htm 10
www.revista.unam.mx/vol.11/num10/art95/art95.pdf
-
En Colombia an no existe capacidad instalada de produccin de
energa Geotrmica.
Energa Solar: Esta tecnologa fue una de las primeras
alternativas estudiadas, sin embargo continua en crecimiento y an
no ha alcanzado un estado de madurez. Existe un sinfn de utilidades
ya desarrolladas para aprovechar la energa solar, e incluso es esta
la mxima fuente que permite el funcionamiento de satlites,
telescopios y estaciones espaciales. Aun no es convencional su uso,
y la investigacin contina creciendo, por esto esta tecnologa se
clasifica dentro de la fase de crecimiento.11
En Colombia esta tecnologa no est muy desarrollada. Se posee
apenas una capacidad instalada de 1 MW lo que hace que el pas sea
dbil en cuanto a competitividad mundial.
Lo que nos permite la construccin de la siguiente matriz:
De la matriz puede deducirse que:
El pas se encuentra en una posicin dbil en competitividad
tecnolgica en cuanto a todas las tecnologas. Esto se debe a que el
gobierno no se ha preocupado por a investigacin y el desarrollo de
energas alternativas. Durante el mandato de Ernesto Samper en el ao
de 1998 fue liquidado el nico ente gubernamental adscrito al
ministerio de Minas y Energas que se dedicaba a la investigacin de
estas energas, el Instituto de Ciencias Nucleares y Energas
Alternativas. Por lo que el pas debe destinar recursos a la
investigacin seria en este aspecto.
El mayor potencial se encuentra en la energa mediante Biomasa,
ya que es la de mayor produccin en el pas, encontrndose apenas en
etapa
11
http://www.madrimasd.org/blogs/energiasalternativas/2008/06/16/94737
Energa MW en Colombia
1 Elica 20
2 Biomasa 35
3 Geotrmica 0
4 Solar 1
Embrionaria En crecimiento Madura En declive
Posicin Tecnolgica Competitiva
Grado de Madurez de la Tecnologa (Ciclo de vida)
Dominante
Fuerte
Favorable
Dbil
Sostenible
12 1
4 3
-
embrionaria. Esto significa que existe mucho potencial en esta
tecnologa.
En la energa Geotrmica al parecer, no es conveniente hacer
inversin alguna dado que esta tecnologa a nivel mundial est a punto
de entrar en declive, y Colombia no posee ningn MW de capacidad
instalada an. Incluso teniendo en cuenta que Colombia posee varias
zonas aptas para la explotacin de este tipo de energa no se
recomienda incursionar en esta.
En cuanto a la energa solar y la energa elica, Colombia posee
caractersticas privilegiadas por su ubicacin geogrfica. Es
conveniente incrementar la inversin en estas tecnologas que estn
entrando en etapa de madurez, y en los que se poseen ventajas
competitivas potenciales.
-
TECHNOLOGY ROAD MAPPING- TRM
DIMENSIONES DEL FUNCIONAMIENTO
Los combustibles fsiles han sido la fuente de energa empleada
durante la revolucin industrial, pero en la actualidad presentan
fundamentalmente dos problemas: por un lado son recursos finitos, y
se prev el agotamiento de las reservas especialmente de petrleo en
plazos ms o menos cercanos, en funcin de los distintos estudios
publicados. Por otra parte, la quema de estos combustibles libera a
la atmsfera grandes cantidades de CO2, que ha sido acusado de ser
la causa principal del calentamiento global. Por estos motivos, se
estudian distintas opciones para sustituir la quema de combustibles
fsiles por otras fuentes de energa carentes de estos problemas.
Una energa alternativa, o ms precisamente una fuente de energa
alternativa es aquella que puede suplir a las energas o fuentes
energticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o
fundamentalmente por su posibilidad de renovacin.
El consumo de energa es uno de los grandes medidores del
progreso y bienestar de una sociedad. El concepto de "crisis
energtica" aparece cuando las fuentes de energa de las que se
abastece la sociedad se agotan. Un modelo econmico como el actual,
cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento, exige
tambin una demanda igualmente creciente de energa. Puesto que las
fuentes de energa fsil y nuclear son finitas, es inevitable que en
un determinado momento la demanda no pueda ser abastecida y todo el
sistema colapse, salvo que se descubran y desarrollen otros nuevos
mtodos para obtener energa: stas seran las energas
alternativas.
Las energias alternativas se basan en las siguientes
premisas:
El uso de fuentes de energa renovable, ya que las fuentes
fsiles
actualmente explotadas terminarn agotndose, segn los
pronsticos
actuales, en el transcurso de este siglo XXI.
El uso de fuentes limpias, abandonando los procesos de
combustin
convencionales y la fisin nuclear.
La explotacin extensiva de las fuentes de energa, proponindose
como
alternativa el fomento del autoconsumo, que evite en la medida
de lo
posible la construccin de grandes infraestructuras de generacin
y
distribucin de energa elctrica.
La disminucin de la demanda energtica, mediante la mejora
del
rendimiento de los dispositivos elctricos (electrodomsticos,
lmparas,
etc.)
Reducir o eliminar el consumo energtico innecesario. No se trata
slo de
consumir ms eficientemente, sino de consumir menos, es
decir,
-
desarrollar una conciencia y una cultura del ahorro energtico y
condena
del despilfarro.
La produccin de energas limpias, alternativas y renovables no es
por tanto una cultura o un intento de mejorar el medio ambiente,
sino una necesidad a la que el ser humano se va a ver abocado,
independientemente de nuestra opinin, gustos o creencias.
JERARQUIZACIN
Las fuentes renovables de energa pueden dividirse en dos
categoras: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las
primeras:
La llegada de masas de agua dulce a masas de agua salada: energa
azul.
El viento: energa elica.
El calor de la Tierra: energa geotrmica.
Los ros y corrientes de agua dulce: energa hidrulica.
Los mares y ocanos: energa mareomotriz.
El Sol: energa solar.
Las olas: energa undimotriz.
MATRIZ DOFA
FORTALEZAS
Potencial considerable de energa elica, solar, PCHs y
biomasa.
La elica y solar tienen complementariedad con la energa
hidroelctrica y pueden aportar firmeza, en particular para la
generacin elica en el SIN (Banco Mundial 2010). Ello implica un
interesante potencial para diversificar las fuentes de generacin
reduciendo la vulnerabilidad frente al Cambio Climtico manteniendo
una baja huella de carbono.
Costos. Adicionalmente sus costos no dependen del valor del
petrleo y permiten su instalacin en forma modular de acuerdo con
las necesidades.
Datos Nacionales. existencia de relevamientos de datos sobre
potencial de recursos energticos renovables en el pas. Mapas
solarimtricos y elicos.
Tecnologas de Energas Renovables. Las tecnologas estn
disponibles en el mercado, son tecnologas sostenibles y
accesibles.
-
Institucionalidad (Mapa actual). Existe un marco institucional
con todos los actores necesarios para llevar adelante un Programa
de Energas Renovables. Adems, muchas de las instituciones poseen
una red de gran alcance en el territorio nacional.
Autogestin de las Comunidades. La experiencia que tienen
diversas organizaciones (i.a. las Organizaciones No
Gubernamentales, las diversas Organizaciones campesinas, el
Instituto de Bienestar Rural).
Responsabilidad Social y Capacidades Locales. Este tipo de
proyectos involucra a los actores locales desde el mismo diseo de
los sistemas elctricos, desde que se manejan como proyectos de
diseo y ejecucin participativa.
DEBILIDADES
Costos de inversin y la poca firmeza de la energa como es el
caso de la generacin elica y solar.
La falta de una regulacin que valore los aportes de la
complementariedad de estas energas renovables no convencionales con
la generacin hidroelctrica, aspecto crucial en el caso
colombiano.
Formacin de Capital Humano - Educacin.
Polticas Pblicas.
Marco Regulatorio.
Diseo y gestin de Proyectos. Dificultades para el diseo de un
proyecto viable; la dificultad se extiende a los otros aspectos del
ciclo de vida de los proyectos, incluyendo la ejecucin y muy
especialmente la evaluacin. Esta dificultad institucional se
verifica tanto en el sector pblico como en el privado.
Financiamiento. No existen localmente mecanismos especficos para
el financiamiento de proyectos de electrificacin con energas
renovables, a no ser la financiacin que otorgan los proveedores del
servicio o de equipos.
Investigacin y Desarrollo. Los participantes han identificado
que existe escasa generacin y/o transferencias de tecnologas, lo
cual es producto tambin de un escaso desarrollo tecnolgico.
OPORTUNIDADES
Mercado potencial.
Expectativa de reduccin de costos.
Cooperacin Internacional. Se refiere a que el tema de energas
renovables, tanto del punto de vista de las tecnologas
ambientalmente sustentables como del de tecnologas con un gran
campo para la Investigacin y el Desarrollo (I&D), es un rea que
viene siendo considerada como prioritaria en varios programas de
cooperacin de organismos multilaterales de cooperacin.
-
Fortalecimiento Industrial. Nuevos nichos de mercado para
productores nacionales. Existen desarrollos tecnolgicos que pueden
ser realizados por empresas nacionales (bateras, algunos
componentes de los paneles solares, conductores, etc.). Inclusive,
en un sentido ms amplio del uso de las energas renovables.
Recursos Naturales. Se refiere a la disponibilidad de los
recursos naturales (principalmente la radiacin solar) que se
verifica en el territorio colombiano.
Desarrollo Local. Se vincula con el hecho de que mediante los
proyectos de electrificacin se est colaborando con la creacin de
condiciones favorables para la produccin y el bienestar de la
comunidad beneficiada, reducindose as el xodo rural.
AMENAZAS
Una amenaza es la potencial reduccin de costos que se pueda dar
en las tecnologas no convencionales de generacin a carbn, recurso
abundante en el pas, que facilite su instalacin amigable con el
medio ambiente con el consecuente impacto positivo en la generacin
de empleo minero.
Credibilidad del Gobierno.
Calidad de productos. Se ha puntualizado la posibilidad de
afectar negativamente un proyecto de introduccin de tecnologas de
energas renovables por el uso de equipos de baja calidad ( efecto
de publicidad negativa).
Riesgo Pas. Alta inseguridad jurdica, alta informalidad de los
agentes econmicos, reglas poco claras en el manejo administrativo
pblico, y reiteradamente se ha destacado la falta de un cuerpo
legal completo, integrado, armnico y moderno.
Resistencia Cultural. La poblacin nacional posee escasa (en
ciertos casos nula) informacin sobre las energas renovables,
tampoco existe una tradicin sobre su uso Ni siquiera la biomasa
(especialmente la lea), energtico de mayor uso en el medio rural,
se ha manejado con el criterio de un energtico renovable. En
relacin a la energa solar no existen antecedentes, a no ser la
utilizacin emprica y directa para el secado de productos agrcolas
(algodn, hojas de tabaco), sin el uso de ninguna tecnologa. En el
caso de la energa elica se tiene alguna pero muy escasa-
experiencia en los molinos de viento para bombeo de agua.
CONCEPTO DEL PRODUCTO
La energa alternativa representa un cambio que necesariamente
tendr que producirse durante este siglo. Es importante resear que
las energas alternativas siendo renovables, tambin se obtiene de
fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa
cantidad de energa que
-
contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios
naturales. Es por ello por lo que surge el concepto del Desarrollo
sostenible.
EVALUACION DEL IMPACTO
Todas las fuentes de energa producen algn grado de impacto
ambiental. La energa geotrmica puede ser muy nociva si se arrastran
metales pesados y gases de efecto invernadero a la superficie; la
elica produce impacto visual en el paisaje, ruido de baja
frecuencia, puede ser una trampa para aves. La hidrulica menos
agresiva es la minihidrulica ya que las grandes presas provocan
prdida de biodiversidad, generan metano por la materia vegetal no
retirada, provocan pandemias como fiebre amarilla, dengue,
equistosomiasis en particular en climas templados y climas clidos,
inundan zonas con patrimonio cultural o paisajstico, generan el
movimiento de poblaciones completas y aumentan la salinidad de los
cauces fluviales. La energa solar se encuentra entre las menos
agresivas salvo el debate generado por la electricidad fotovoltaica
respecto a que se utiliza gran cantidad de energa para producir los
paneles fotovolticos y tarda bastante tiempo en amortizarse esa
cantidad de energa. La mareomotriz se ha discontinuado por los
altsimos costos iniciales y el impacto ambiental que suponen. La
energa de las olas junto con la energa de las corrientes marinas
habitualmente tienen bajo impacto ambiental ya que usualmente se
ubican en costas agrestes. La energa de la biomasa produce
contaminacin durante la combustin por emisin de CO2 pero que es
reabsorbida por el crecimiento de las plantas cultivadas y necesita
tierras cultivables para su desarrollo, disminuyendo la cantidad de
tierras cultivables disponibles para el consumo humano y para la
ganadera, con un peligro de aumento del coste de los alimentos y
aumentando la produccin de monocultivos.
ESTRATEGIA DEL PRODUCTO
Las fuentes de energa renovables son distintas a las de
combustibles fsiles o centrales nucleares debido a su diversidad y
abundancia. Se considera que el Sol abastecer estas fuentes de
energa (radiacin solar, viento, lluvia, etc.) durante los prximos
cuatro mil millones de aos. La primera ventaja de una cierta
cantidad de fuentes de energa renovables es que no producen gases
de efecto invernadero ni otras emisiones, contrariamente a lo que
ocurre con los combustibles, sean fsiles o renovables. Algunas
fuentes renovables no emiten dixido de carbono adicional, salvo los
necesarios para su construccin y funcionamiento, y no presentan
ningn riesgo suplementario, tales como el riesgo nuclear.
SOLUCIONES DE TECNOLOGIA
Las reas convenientes para la instalacin de grandes plantas de
energa elica son, sin embargo, escasas por lo que se estn
depositando grandes esperanzas en las centrales de energa elica que
estn siendo establecidas en el mar. Alrededor del mundo, se estn
instalando algunos parques elicos costeros,
-
como por ejemplo en Dinamarca, Suecia, Pases Bajos, Alemania e
Inglaterra. El hecho de que la produccin de energa generada en el
mar sea alrededor del 50% ms alta, se debe a que, entre otros
factores, la superficie del agua casi no ofrece reas de friccin al
viento. Sin embargo, desde el punto de vista tcnico, las plantas
costeras son considerablemente ms costosas que las centrales elicas
terrestres, debido a que tienen que hacer frente a altos oleajes,
tormentas y hielo. Esto las hace alrededor de un 60 por ciento ms
caras que los parques elicos terrestres. Adems, las estaciones
costeras producen sonidos de baja frecuencia que podran llegar a
ahuyentar a las aves, a los peces y a los mamferos marinos.
En un principio, la energa fotovoltaica era un tipo de tecnologa
costosa, utilizada nicamente para aplicaciones especiales. Pero
entonces la crisis del petrleo en 1973 y la catstrofe del reactor
nuclear en Chernobyl en 1986, estimularon la bsqueda de recursos
energticos nuevos y renovables. La transformacin de la luz solar en
electricidad y calor se manifest como un verdadero furor, y
finalmente se volvi accesible para el uso privado.
Actualmente se estn produciendo celdas solares delgadas. Son
especialmente rentables debido a que slo es necesaria una mnima
cantidad de silicio para fabricarlas. Las celdas son instaladas con
vapor en materiales como el vidrio, por lo que pueden ser
utilizadas, por ejemplo, en fachadas.
Existe otro tipo de energa geotrmica en la cual se usa el calor
generado por magma o roca fundida que genera energa geotrmica a muy
altas temperaturas pero con la tecnologa existente aun es inviable
econmicamente, sin embargo pases como Australia, suiza, Francia y
Alemania tienen programas en los que estn desarrollando este tipo
de proyectos.
CAMINO A SEGUIR
Por su gran cantidad de ros, la electricidad en Colombia
proviene principalmente de plantas hidroelctricas, y en segundo
lugar los combustibles fsiles, cuyas reservas se estn agotando
rpidamente. El pas tiene 28,1 megavatios de capacidad instalada en
energa renovable (excluyendo a las centrales hidroelctricas),
consistente principalmente en energa elica. El pas tiene varios
recursos energticos an sin explorar como la energa solar, elica, y
centrales mini hidrulicas. De acuerdo con un estudio por el
Programa de asistencia para la administracin del Sector energtico
del Banco Mundial, La sola explotacin suficiente de energa elica
podra cubrir ms de lo que el pas necesita.
-
Costos de Inversin
Los costos de inversin para las tecnologas de energa renovable
en Colombia estimadas para el 2005 son:
Fuente de Energa
Tecnologa Costo en dlares por Kilovatio (US$/kW)
Hidroelctricas Embalse (represa) 700-1,700
Energa solar Sistemas solares fotovoltaicos
5,000-10,000
Viento (en costas)
Generacin de electricidad
800-1,200 (a gran escala)
hasta 3,000 (pequea escala)
Bombas 1,500-4,000
Energa geotrmica
Generacin de Electricidad
3,000-5,000 (pequea escala)
1,500-2,500 (Gran Escala)
Biomasa Combustion directa 2,800-5,000
CONCLUCIONES
En general, dado el tamao actual del mercado colombiano existe
un potencial reducido para la adaptacin tecnolgica de Energa
renovable en el pas, el logro de reduccin de costos y la produccin
local de equipos que a su vez impulse generacin de empleo.
Sin embargo con un adecuado sustento Colombia puede facilitar
mayores implementaciones bajo nichos de mercado promisorios para
las Energas Renovables y donde algunos sectores de la industria
colombiana pueden tener afinidades que favorezcan la adaptacin
tecnolgica, previa evaluacin de riesgos y oportunidades.
Las acciones de ciencia, tecnologa en innovacin favorecern el
proceso de aprendizaje y adaptacin