IMPACTO AMBIENTAL DE LAS ENERGÍAS RENOVABLES

Introducción

Para combatir el calentamiento global y otros problemas asociados con los combustibles fósiles, los países deberían cambiar a fuentes de energía renovables como la solar, la eólica y la biomasa. Sin embargo, no todas las tecnologías de energías renovables son apropiados para todas las aplicaciones o lugares. Al igual que con la producción de energía convencional, hay cuestiones ambientales a tener en cuenta. Este blog identifica algunos de los principales impactos ambientales asociados a las tecnologías renovables y sugiere medidas adecuadas de respuesta.

Un estudio realizado por la Unión de Científicos Concienciados y otras tres organizaciones de los EEUU, encontraron que incluso cuando los estándares ambientales que se utilizan para la evaluación de proyectos de energías renovables son estrictos, estas fuentes de energía podrían proporcionar más de la mitad del suministro de energía de EEUU en el año 2030.

ENERGÍA EÓLICA

Energía Eólica

Es difícil imaginar una fuente de energía más benigna para el medio ambiente que la energía eólica, no produce contaminación del aire o el agua, implica la ausencia de sustancias tóxicas o peligrosas (excepto las que se encuentran comúnmente en máquinas de gran tamaño), y no representa una amenaza para la seguridad pública. Sin embargo, un obstáculo serio que enfrenta la industria eólica es la oposición pública por la preocupación por la visibilidad y el ruido de las turbina y sus impactos en las áreas silvestres.

Uno de los aspectos más incomprendidos de la energía eólica es el uso de la tierra. La mayoría de los estudios asumen que las turbinas eólicas se deben encontrar a una cierta distancia y que toda la tierra en esa zona debe ser considerada como ocupada. Esto lleva a algunas estimaciones, bastante inquietantes, de la superficie de tierra necesaria para producir cantidades sustanciales de energía eólica. De acuerdo con un informe ampliamente distribuido desde 1970, lo que genera un 20 por ciento de la electricidad de los EE.UU. de las zonas de mucho viento en 1975 habría requerido emplazamiento de las turbinas de 18.000 millas cuadradas, o un área de aproximadamente 7 por ciento del tamaño de Texas.

En realidad, sin embargo, los aerogeneradores se ocupan sólo una pequeña fracción de esta área de la tierra, y el resto se puede utilizar para otros fines o hacia la izquierda en su estado natural. Por esta razón, el desarrollo de la energía eólica es ideal para zonas agrícolas. En Europa, la planta agricultores derecha hasta la base de las torres de turbina, mientras que en las vacas de California se puede ver tranquilamente pastoreo en su sombra. El arrendamiento de terrenos para las turbinas de viento, lejos de interferir con las operaciones agrícolas, puede traer beneficios sustanciales a los propietarios de tierras en forma de aumento de los ingresos y el valor de la tierra. Tal vez el mayor potencial para el desarrollo de energía eólica, en consecuencia, en las Grandes Llanuras, donde el viento es abundante y se extiende extensiones de tierras agrícolas podría soportar cientos de miles de turbinas eólicas.

En otros casos, sin embargo, el desarrollo de la energía eólica puede crear graves conflictos de uso del suelo. En las zonas boscosas que puede significar limpieza de árboles y corte de carreteras, una perspectiva que seguramente generará controversia, excepto, posiblemente, en las zonas donde la tala intensiva ya ha ocurrido. Y cerca de zonas pobladas, los proyectos eólicos funcionan a menudo en una dura oposición de las personas que los consideran feos y ruidosos, o que temen que su presencia puede reducir los valores de la propiedad.

En California, las muertes de aves por electrocución o colisión con los rotores giratorios se han convertido en un problema en el Paso de Altamont viento "granja", donde más de 30 especies amenazadas águilas reales y 75 otras rapaces como los halcones de cola roja murieron o resultaron heridos durante un período de tres años. Los estudios en curso para determinar la causa de estas muertes y las medidas preventivas pueden tener un impacto importante en la imagen pública y la tasa de crecimiento de la industria eólica. En las zonas adecuadas, y con la imaginación, la planificación cuidadosa, y los primeros contactos entre la industria eólica, grupos ambientalistas y las comunidades afectadas, la localización y los problemas ambientales no deberían ser insuperables.

ENERGÍA SOLAR

Energía Solar

Dado que los sistemas de energía solar no generan contaminación del aire durante el funcionamiento, la primaria del medio ambiente, la salud y los problemas de seguridad afectan a cómo se fabrican, instalan, y en última instancia, eliminarse. La energía se requiere para fabricar e instalar los componentes solares, y cualquier combustibles fósiles utilizados para este propósito se generan emisiones. Por lo tanto, una cuestión importante es la cantidad de aporte de energía fósil se requiere para los sistemas de energía solar en comparación con la energía fósil consumida por otros sistemas de energía convencionales. Aunque esto varía dependiendo de la tecnología y el clima, el balance energético es favorable en general a los sistemas de energía solar en aplicaciones en las que son rentables, y se está mejorando con cada generación sucesiva de la tecnología. Según algunos estudios, por ejemplo, calentadores de agua solares aumentar la cantidad de agua caliente generado por unidad de energía fósil invertido por lo menos un factor de dos en comparación con calefacción agua a gas natural y por lo menos un factor de ocho en comparación con calefacción de agua eléctrico.

Los materiales utilizados en algunos sistemas de energía solar puede crear riesgos para la salud y la seguridad para los trabajadores y para todas las demás personas en contacto con ellos. En particular, la fabricación de células fotovoltaicas a menudo requiere materiales peligrosos tales como arsénico y cadmio. Incluso de silicio relativamente inerte, un material de mayor uso en células solares, puede ser peligrosos para los trabajadores si se inhala en forma de polvo. Los trabajadores involucrados en la fabricación de módulos fotovoltaicos y componentes de lo que debe ser protegido de la exposición a estos materiales. Hay un adicional-probablemente muy pequeño-el peligro de que los gases peligrosos liberados de módulos fotovoltaicos conectados a la quema de casas o edificios podrían dañar a los bomberos.

Ninguno de estos peligros potenciales es muy diferente en la calidad o la magnitud de los peligros innumerables que enfrentan las personas de forma rutinaria en una sociedad industrial. A través de una regulación eficaz, los peligros que puede muy probablemente se mantendrá en un nivel muy bajo.

La gran cantidad de tierra necesaria para la escala de servicios públicos de energía solar plantas-aproximadamente un kilómetro cuadrado por cada megavatios 20-60 (MW) genera-plantea un problema adicional, especialmente en la protección de la fauna silvestre es una preocupación. Pero este problema no es exclusivo de las plantas de energía solar. La generación de electricidad a partir del carbón en realidad requiere de la tierra tanto o más por unidad de energía entregada, si la tierra utilizada en la minería a cielo abierto se tiene en cuenta. Plantas termosolares (como las plantas de energía más convencionales) también requieren de agua de refrigeración, que pueden ser costosos o escasos en las zonas desérticas.

Las grandes centrales no son la única opción para la generación de energía de la luz solar, sin embargo, y son probablemente las menos prometedoras. Debido a que la luz solar se dispersa, a pequeña escala, aplicaciones dispersas son una mejor adecuación a los recursos. Ellos pueden tomar ventaja de espacio no utilizado en los techos de las casas y edificios y en lotes urbanos e industriales. Y, en los diseños de construcción solares, la propia estructura actúa como el colector, lo que no hay necesidad de ningún espacio adicional en absoluto.

ENERGÍA GEOTÉRMICA

Energía Geotérmica

La energía geotérmica es el calor contenido debajo de la superficie de la tierra. El único tipo de energía geotérmica que ha sido ampliamente desarrollada es la energía hidrotermal, que consiste en agua caliente o vapor atrapado. Sin embargo, se están desarrollando nuevas tecnologías para explotar la roca caliente seca y otros recursos como el magma.

Los distintos tipos de recursos geotérmicos difieren en muchos aspectos, pero plantean un conjunto común de las cuestiones ambientales. Contaminación del aire y el agua son dos preocupaciones principales, junto con la eliminación segura de residuos peligrosos, la ubicación, y el hundimiento de la tierra. Dado que estos recursos se explotan de una manera muy centralizada, reduciendo sus impactos ambientales a un nivel aceptable debería ser relativamente fácil. Pero siempre será difícil para las plantas del sitio en espacios escénicos o de otra manera respetuosa del medio ambiente.

El método utilizado para convertir el vapor geotérmico o agua caliente a la electricidad afecta directamente la cantidad de residuos generados. Sistemas de circuito cerrado son casi totalmente benigna, ya que los gases o fluidos extraídos del pozo no están expuestos a la atmósfera y generalmente se inyecta de nuevo en el suelo después de abandonar su calor. Aunque esta tecnología es más caro que los convencionales sistemas de bucle abierto, en algunos casos puede reducir lavador y eliminación de residuos sólidos cuesta suficiente para proporcionar una ventaja económica significativa.

Sistemas de bucle abierto, por otro lado, puede generar grandes cantidades de residuos sólidos, así como humos nocivos. Los metales, minerales, y los gases se filtran en el vapor geotérmico o agua caliente, ya que pasa a través de las rocas. Las grandes cantidades de sustancias químicas liberadas cuando los campos geotérmicos son explotadas para la producción comercial puede ser peligroso o desagradable para las personas que viven y trabajan cerca.

En los geysers, el mayor desarrollo geotérmico, vapor ventilado en la superficie que contiene sulfuro de hidrógeno (H2S)-que representa a "huevo podrido" de la zona de olor, así como amoniaco, metano y dióxido de carbono. En las plantas hidrotermales dióxido de carbono se espera que alrededor del 10 por ciento de los gases atrapados en las salmueras geopresurizados. Por cada kilovatio-hora de electricidad generada, sin embargo, la cantidad de dióxido de carbono emitido es todavía sólo un 5 por ciento de la cantidad emitida por una de carbón o de fuel planta de energía.

Depuradores de reducir las emisiones de aire, pero producen un lodo acuoso alto contenido de azufre y vanadio, un metal pesado que puede ser tóxico en altas concentraciones. Lodo adicional se genera cuando el vapor se condensa hidrotérmico, provocando que los sólidos disueltos a precipitar. Este lodo es generalmente alta en los compuestos de sílice, cloruros, arsénico, mercurio, níquel y otros metales pesados tóxicos. Un costoso método de eliminación de residuos implica el secado que tan a fondo como sea posible y enviarlo a la licencia sitios de desechos peligrosos. La investigación en curso en el Laboratorio Nacional Brookhaven en Nueva York puntos a la posibilidad de tratar estos residuos con microbios diseñados para recuperar los metales de valor comercial, mientras que la prestación de los residuos tóxicos.

Por lo general, el mejor método de eliminación es inyectar desechos líquidos o sólidos redisolvió de nuevo en un estrato poroso de un pozo geotérmico. Esta técnica es especialmente importante en las plantas de energía geopresurizados causa de la gran cantidad de desechos que producen cada día. Los desechos deben ser inyectadas por debajo de los acuíferos de agua dulce para asegurarse de que no hay comunicación entre el agua utilizable y los estratos de aguas residuales. Las fugas en la tubería del pozo en aguas poco profundas también debe ser evitado.

Además de proporcionar una eliminación segura de residuos, la inyección puede ayudar a prevenir el hundimiento de la tierra. En Wairakei, Nueva Zelanda, donde los desechos y condensados no se inyecta desde hace muchos años, un área se ha hundido 7,5 metros desde 1958. La subsidencia del terreno no se ha detectado en otras plantas hidrotermales en funcionamiento a largo plazo. Desde las salmueras geopresurizados principalmente se encuentran a lo largo del golfo de México, donde hundimiento del terreno natural es ya un problema, incluso una ligera decantación podría tener implicaciones importantes para el control de inundaciones y daños de los huracanes. Hasta ahora, sin embargo, ninguna sedimentación se ha detectado en cualquiera de los tres pocillos experimentales bajo estudio.

La mayoría de las centrales eléctricas geotérmicas requerirá una gran cantidad de agua para fines de refrigeración o de otro tipo. En los lugares donde el agua es escasa, esta necesidad podría plantear conflictos con otros usuarios de los recursos hídricos.

El desarrollo de la energía hidrotermal se enfrenta a un problema especial. Muchos depósitos hidrotermales se encuentran en o cerca de áreas silvestres de gran belleza natural como el Parque Nacional de Yellowstone y las Montañas Cascade. Los proyectos de desarrollo en estas áreas han suscitado una intensa oposición. Si hidrotermal-eléctrico del desarrollo es ampliar mucho más allá en los Estados Unidos, compromisos razonables tendrá que ser alcanzado entre los grupos ambientalistas y la industria.

BIOMASA

Biomasa

De energía de biomasa, derivada de la quema de materia vegetal, plantea problemas ambientales más graves que cualquier otro recurso renovable, excepto la energía hidroeléctrica. La combustión de biomasa y combustibles derivados de la biomasa produce la contaminación del aire, más allá de esto, existe la preocupación acerca de los impactos del uso de la tierra para producir cultivos energéticos.

Qué tan grave son estos impactos dependerá del cuidado con este recurso es manejado. El panorama se complica aún más porque no hay una sola tecnología de la biomasa, sino más bien una amplia variedad de métodos de producción y conversión, cada uno con diferentes impactos ambientales.

CONTAMINACIÓN DEL AIRE

Contaminación del Aire

Inevitablemente, la combustión de biomasa produce contaminantes del aire, incluyendo monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y las partículas como el hollín y la ceniza. La cantidad de contaminación emitida por unidad de energía generada por la tecnología es muy variable, con estufas de leña y las chimeneas, en general, los peores delincuentes. Chimeneas modernas, cerrados y estufas de leña contamina mucho menos que las chimeneas tradicionales, abiertas por la sencilla razón de que son más eficientes. Especializados dispositivos de control de la contaminación, tales como los precipitadores electrostáticos (para eliminar las partículas) están disponibles, pero sin una regulación específica para hacer valer su uso es poco probable que se pongan al día.

Las emisiones de las centrales convencionales de energía alimentadas con biomasa son generalmente similares a las emisiones de las centrales eléctricas de carbón, con la notable diferencia de que las instalaciones de biomasa produce dióxido de azufre muy poco o metales tóxicos (cadmio, mercurio, y otros). El problema más grave es que sus emisiones de partículas, las cuales deben ser controlados con dispositivos especiales. Las tecnologías más avanzadas, tales como el quemador de todo el árbol (que tiene tres etapas sucesivas de combustión) y la combinación de la turbina gasificador / combustión, deben generar las emisiones mucho más bajas, tal vez comparables a los de las centrales eléctricas alimentadas por gas natural.

Las instalaciones que queman los residuos urbanos presentan una prima única de control de la contaminación problema. Estos residuos a menudo contiene metales tóxicos, compuestos clorados, y plásticos, que generan las emisiones nocivas. Dado que este problema es mucho menos severa en las instalaciones de quema de combustible derivado de desechos (RDF)-bolitas de papel o rallado y otros desechos con la mayoría de material inorgánico eliminado la mayoría de los residuos a plantas de energía construidas en el futuro es probable que utilicen este combustible. Co-combustión de hornos en las plantas eléctricas de carbón puede proporcionar una forma económica de reducir las emisiones de carbón sin tener que construir nuevas centrales eléctricas.

La utilización de biomasa derivada de metanol y etanol como combustible de vehículos, en lugar de gasolina convencional, podría reducir sustancialmente algunos tipos de contaminación de los automóviles. Tanto el metanol y el etanol se evapora más lentamente que la gasolina, ayudando así a reducir las emisiones de evaporación de los compuestos orgánicos volátiles (COV), que reaccionan con el calor y la luz solar para generar el ozono troposférico (un componente del smog). De acuerdo con estimaciones de la Agencia de Protección Ambiental, en los autos especialmente diseñados para quemar metanol puro o etanol, las emisiones de COV del tubo de escape puede ser reducido un 85 a un 95 por ciento, mientras que las emisiones de monóxido de carbono podrían ser reducidos de 30 a 90 por ciento. Sin embargo, las emisiones de óxidos de nitrógeno, una fuente de la lluvia ácida, no iba a cambiar significativamente en comparación con vehículos a gasolina.

Algunos estudios han indicado que el uso de alcohol combustible aumenta las emisiones de formaldehído y otros aldehídos, compuestos identificados como cancerígenos potenciales. Otros responden que estos resultados consideran sólo las emisiones del tubo de escape, mientras que los compuestos orgánicos volátiles, otra vía importante de la formación de aldehídos, son mucho más bajos en los vehículos de combustión con el alcohol. En general, los vehículos de metanol, por tanto, disminuir los niveles de ozono. En general, sin embargo, el alcohol como combustible los coches no resolverá los problemas de contaminación del aire en áreas urbanas densas, donde los coches eléctricos o pilas de combustible representan las mejores soluciones.

GASES DE EFECTO INVERNADERO

Gases de Efecto Invernadero

Una ventaja importante de la sustitución de la biomasa para los combustibles fósiles es que, si se hace de una manera sostenible, en gran medida a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. La cantidad de dióxido de carbono liberado cuando se quema la biomasa es casi la misma que la cantidad necesaria para reponer las plantas cultivadas para producir la biomasa. Así, en un ciclo de combustible sostenible, no habría emisiones netas de dióxido de carbono, aunque algunos de los insumos de combustibles fósiles pueden ser necesarios para la siembra, cosecha, transporte y procesamiento de la biomasa.

Sin embargo, si el cultivo eficiente y los procesos de conversión se utilizan, las emisiones resultantes deben ser pequeños (alrededor del 20 por ciento de las emisiones generadas por los combustibles fósiles por sí solos). Y si la energía necesaria para producir la biomasa proceso provino de fuentes renovables en el primer lugar, la contribución neta al calentamiento global sería cero.

Del mismo modo, si los desechos de biomasa, como residuos de cultivos o desechos sólidos municipales se utilizan para la energía, debe haber pocas o ninguna las emisiones netas de gases de efecto invernadero. Incluso sería un beneficio el invernadero, en algunos casos, ya que, cuando los desechos vertidos no se queman, el metano gases de efecto invernadero potente puede ser liberado por la descomposición anaeróbica.