Es bien conocido que los combustibles fósiles –petróleo, gas y carbón– en los que se basa nuestro sistema económico causan graves impactos en el planeta: cambio climático, contaminación del aire, degradación y contaminación de los entornos de extracción, ocasionales accidentes y derrames, y todos los impactos económicos y sociales que implica un sistema energético oligopólico con una elevada concentración de poder.
Ante estas evidencias, las energías renovables –eólica, fotovoltaica, biomasa, geotermia, etc.– se presentan como alternativa. La resolución del problema energético parece tan simple como sustituir unas energías –fósiles– por otras –renovables–. Sin embargo, si miramos más de cerca, no es tan sencillo. Las renovables, siendo nuestra mejor baza, presentan implicaciones preocupantes si no van acompañadas de otros cambios del modelo.
En esta entrada, dirigida a alumnos de secundaria en adelante, queremos explorar tales implicaciones y trabajar algunas propuestas a través de cinco tareas con el fin de resituar el papel de las renovables en un nuevo modelo energético.
Esta entrada es una nueva colaboración con el blog alemán Planet-N, a través de la cual traducimos y compartimos de forma bidireccional varios recursos didácticos interesantes.
FICHA TÉCNICA
Nivel: A partir de 2º de ESO.
Materias: Física y Química, Biología y Geología, Economía, Valores sociales y cívicos, Geografía e Historia.
Objetivos:
- Indagar en las características de las energías renovables
- Examinar el tipo de mercado en que se están desarrollando estas energías
- Reflexionar sobre las implicaciones sociales, energéticas y económicas de esos rasgos
- Explorar otros modelos de producción de energía renovable más sostenibles
Tarea 1
a) ¿Cuáles son las diferentes formas de energía? Anota al menos 5 formas.
Solución: energía cinética | potencial | eléctrica | química | térmica | radiante | nuclear
b) ¿Qué forma de energía se produce siempre e inevitablemente cuando se convierte una forma de energía en otra?
Solución: energía térmica (= calor)
Fuente: Leifi Physik, https://www.leifiphysik.de/mechanik/arbeit-energie-und-leistung/grundwissen/energieformen
Tarea 2
Responde a las siguientes preguntas:
a) ¿Por qué es necesario cambiar nuestro sistema energético de los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural) a las energías renovables?
Soluciones: Argumentos posibles: Sólo hay una cantidad limitada de combustibles fósiles no renovable; los combustibles fósiles son la principal causa del cambio climático.
b) Cuando oyes la palabra “energía renovable”, ¿en qué piensas?
Tarea 3
Lee el texto.
Texto: Los límites de las “energías renovables”
La luz del sol proporciona energía a la tierra. Pero para utilizar la energía, necesitamos materiales, y también energía para extraerlos, procesarlos y transformarlos. Estos materiales son limitados, porque cada material de la tierra sólo existe en cantidades limitadas. En consecuencia, la energía que podemos “tomar” del sol utilizando los materiales también es limitada. Por esto, se puede decir que las fuentes de energía son renovables pero los sistemas de captación no lo son.
Podemos distinguir dos tipos de tecnologías de energías renovables:
(a) Renovables de “alta tecnología” (high-tech) fabricadas con materiales no renovables y difíciles de extraer. Entre ellos se encuentran las modernas turbinas eólicas y los paneles solares. Estas tecnologías generan energía eléctrica. Tienen los siguientes problemas:
1. Dependencia de los combustibles fósiles: No hay ninguna planta solar por ahora y en las próximas décadas que pueda construir una nueva planta solar con la energía eléctrica que produce. Para construirlos, se necesita la energía de los combustibles fósiles. Esto ya era así hace 40 años, y no ha cambiado hasta hoy. (Lo mismo ocurre con todas las demás tecnologías energéticas modernas).
2. Minerales (=materias primas): son necesarios para producir turbinas eólicas, plantas solares, etc. Sin embargo, no hay un suministro infinito de ellos. De hecho, las minas en funcionamiento y las nuevas minas previstas no son suficientes si todos los paises quieren cubrir su futura demanda energética prevista con energías renovables. Además, la minería suele tener consecuencias negativas para el medio ambiente y las personas que lo habitan.
3. Corto ciclo de vida: después de 20 a 30 años, las plantas tienen que ser reemplazadas. Actualmente, no se recicla casi nada y los equipos se convierten en residuos. Cuando el material se recicla, generalmente no alcanza la calidad que tenía antes, salvo si se usa aún más energía. Esto significa que se necesitan nuevos minerales y combustibles fósiles para construir las nuevas plantas.
4. La EROI (o TRE, tasa de retorno energético en castellano) de estas tecnologías energéticas es baja sobre todo si se tiene en cuenta que la energía eléctrica generada tiene que ser almacenada (puedes aprender más sobre EROI aquí). Como resultado, la sociedad tiene que utilizar más energía para mantener la infraestructura energética y, de facto, tiene menos energía a su disposición.
5. Coordinación mundial: Para una transición energética mundial sería necesario un plan global o un tratado internacional, y los países tendrían que coordinar sus estrategias para transportar la energía renovable de un lugar a otro. Este tratado no existe.
¿Qué alternativa habría a la energía renovable de “alta tecnología”? Piensa y pasa a la siguiente página.
Una alternativa a la energía producida por una tecnología complicada podría llamarse energías renovables de “baja tecnología”: están hechas de materiales renovables o muy comunes y pueden producirse localmente. Entre ellos se encuentran la biomasa (por ejemplo, la madera), las turbinas eólicas simples, los molinos, etc. La energía producida es térmica, química o cinética.
También tienen problemas:
1. No producen energía eléctrica, es decir, en un sistema de este tipo la electricidad sería una rareza.
2. Para cultivar biomasa, se necesitan superficies de tierra. Pero éstas son limitadas y deben utilizarse también para otros fines:
A) para la agricultura, para cultivar alimentos.
B) para la preservación de la biodiversidad: Los seres vivos necesitan espacio para vivir, no sólo en determinadas zonas protegidas, sino en todo el mundo.
Pero tienen la ventaja de ser verdaderamente “sostenibles”: Los materiales de los que están hechos vuelven a crecer siempre que no se utilicen en exceso, o son fácilmente reciclables. Esto significa que pueden suministrar energía a las sociedades humanas durante largos periodos de tiempo y que no necesitan combustibles fósiles.
Conclusión: En un sistema de energía renovable que pueda sostenerse en el tiempo, la humanidad dispondrá de una cantidad de energía significativamente menor que la que actualmente obtiene de la quema de carbón, petróleo y gas natural. Las razones principales son los bajos EROI (Tasa de retorno energético, siglas en inglés) de las energías renovables (véase el módulo “EROI: una medida de la eficiencia energética”), sobre todo porque hay que almacenarlas, junto con las limitaciones de terrenos adecuados, y de materiales no renovables.
Nota: Necesitamos materiales para producir energía. Y necesitamos energía para extraer materiales.
Fuentes:
IEA (2021): The Role of Critical Minerals in Clean Energy Transitions. World Energy Outlook Special Report. IEA. Paris. Disponible en: https://www.iea.org/reports/the-role-of-critical-minerals-in-clean-energy-transitions
Georgescu-Roegen, N. “Feasible recipes versus viable technologies”. Atlantic Economic Journal, 12(1), 21-31, 1984.
Seibert, M. K., & Rees, W. E. “Through the eye of a needle: an eco-heterodox perspective on the renewable energy transition”. Energies, 14(15), 4508, 2021.
Explicaciones con más detalles para el profesorado
- La solución de los problemas de los renovables high-tech descritos en el texto (minerales y corto ciclo de vida) sería la economía circular, reciclar a tasas muy próximas al 100%. Pero esto exige dos cosas: coordinación/cooperación –y no competencia- para que todo el mundo en la cadena colabore –desde la cuna hasta la cuna pasando por el consumidor (es decir, otro sistema socioeconómico) y cada vez más energía según te aproximas al 100% (y desarrollar tecnologías que hoy aún no disponemos).
- La Tasa de Retorno Energético (TRE, EROI) de las energías renovables high-tech es baja sobre todo porque producen electricidad como forma de energía. La electricidad tiene una baja EROI desde cualquier fuente (salvo la hidroeléctrica y porque en sus puntos de explotación la naturaleza ya ha hecho un trabajo previo de concentración).
- El problema con la tecnología baja es que estas turbinas pueden tener una peor EROI que las grandes. Es decir, la cantidad de energía térmica, química o cinética que podemos usar es muy inferior a la energía final o primaria que estamos usando ahora.
Tarea 4
a) ¿Tiene algún sentido hablar de energías renovables en el caso de las energías renovables de “alta tecnología”? – Discutid. Utilizad los argumentos del texto.
b) Los políticos de hoy se prometen un futuro verde con energía de alta tecnología 100% “verde”. ¿Cuál es la trampa? ¿Resolverá esto el problema de la sostenibilidad?
c) ¿Qué pasaría con las emisiones de CO2 si todo el mundo empezara a construir energía con “tecnología alta” como un loco para seguir alcanzando los objetivos climáticos?
Sugerencia de solución: Como se necesitan combustibles fósiles para construir turbinas eólicas, paneles solares, etc., se producirían aún más emisiones de CO2 durante el “cambio” / la transfromación. Esto, por supuesto, contradice los objetivos. Por lo tanto, en tal caso, habría que reducir las emisiones de CO2 en otras áreas aún más rápido.
Tarea 5
a) Un artículo científico afirma: Alrededor del 62% del flujo de energía en la economía moderna se pierde por ineficiencia, o se utiliza para actividades triviales o no esenciales. […] Estos hechos demuestran que hay muchas posibilidades de reducir el consumo de energía sin que cause dolor. (Seibert & Rees 2021, parafraseado). ¿Se te ocurren otras cosas que podríamos hacer si tuviéramos mucha menos energía disponible en el futuro?
b) En el texto se mencionan algunas energías renovables de “baja tecnología”. Piensa en otras tecnologías o inventos que podríamos utilizar para generar energía en el futuro. El requisito es que: los materiales vuelvan a crecer o estén disponibles en abundancia en tu región. Si quieres, también puedes investigar qué tecnologías utilizaba la gente antes de la Revolución Industrial y cómo se podrían optimizarlas.
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