Energía sostenible del futuro.

La humanidad en el proceso de su desarrollo consume cada vez más energía para garantizar sus funciones vitales. Si antes las ramas secas caídas de los árboles eran suficientes, ahora quemamos grandes cantidades de combustibles fósiles, bloqueamos ríos y dividimos el átomo. Todos estos métodos no son muy amigables con nuestro planeta. Tarde o temprano, superaremos la fuerza de la tierra y vendrá el colapso. Para evitar desastres, las personas necesitan reducir el consumo y utilizar fuentes de energía renovables. Sobre la reducción del consumo hablaremos en el próximo artículo, y ahora consideraremos las fuentes renovables y los métodos de extracción de energía disponibles para la humanidad en el momento actual, así como la reforma del sistema energético en su conjunto.

La electricidad es un tipo de energía que no puede almacenarse en su forma pura en cantidades valuables. Después de que ocurra la electricidad debe hacer el trabajo de inmediato e ir a otras formas de energía. Es aconsejable acumular energía en forma de hidrocarburos (C_xH_y), alcoholes (C_nH_2nOH) o hidrógeno (H₂), o biomasa.

El concepto moderno de una industria concentrada de energía eléctrica a gran escala es ineficiente desde una perspectiva global. Las grandes centrales eléctricas tienen un bajo costo unitario de kWh, pero no todo en este mundo se mide en dinero. Las estaciones enormes requieren equipos enormes que se producen en fábricas enormes que se alimentan desde las mismas estaciones a través de líneas enormes que requieren equipos enormes para la transmisión, conversión y distribución de electricidad con pérdidas en cada etapa. Además, una gran concentración de plantas eléctricas afecta negativamente al medio ambiente. La naturaleza no hace frente al procesamiento de las emiciones nocivas tan intensas y dióxido de carbono (CO₂) a escala local. Muchas estaciones usan depósitos del agua naturales para sus necesidades, lo que causa contaminación térmica y viola los biotopos naturales de vastos territorios. Una gran cantidad de bosque se corta bajo enormes líneas eléctricas y subestaciones de distribución. El riesgo de descarga eléctrica y los efectos nocivos de la radiación electromagnética aumentan. La participación de los consumidores no industriales en el sector energético mundial es pequeña. Por lo tanto, las megaestaciones funcionan para sí mismas y para quienes poseen el sistema de energía.

El concepto del futuro es energía pequeña distribuido. Muchas plantas de energía pequeñas conectadas en un solo sistema de energía y, si es posible, usan recursos renovables locales. Los más prometedores son:

I. Plantas de biogás.

Las bacterias procesan la biomasa en condiciones anaerobias. Como resultado, obtenemos una mezcla de gases a base de metano. Requiere limpieza de impurezas. El metano es un portador de energía universal. Se almacena en forma gaseosa o licuada.

II Mini plantas hidroeléctricas.

Se instalan en cualquier río o arroyo sin perturbar el ecosistema.

Producen energía mecánica (molinos, bombas, máquinas herramientas, etc.) y eléctrica. El exceso de energía se convierte en hidrógeno a través de plantas de electrólisis *. El hidrógeno se almacena en estado gaseoso o líquido.

* La electrólisis del agua es el proceso fisicoquímico en el cual, con  la influencia de una corriente eléctrica constante, el agua se descompone en oxígeno e hidrógeno.

2H₂O + energía → 2H₂ + O₂.

Antes de su uso, los gases en la instalación se deshidratan y enfrían. La tubería de salida de la instalación siempre está protegida por válvulas de retención para evitar incendios. La eficiencia de tales instalaciones actualmente aproximadamente es el 60%.

III. Instalaciones de pirólisis *.

La combustión de madera con deficiente de oxígeno forma un gas combustible que puede usarse en motores de combustión interna. Se almacena en estado líquido o gaseoso.

* En un generador de gas durante la descomposición térmica de la leña en condiciones de escasez de oxígeno, se forma un gas combustible CO. 1 kg de madera produce suficiente gas CO para generar 1 kWh de electricidad.

IV. Estaciones solares

a) térmica

La energía del sol se concentra con espejos especiales y se envía a la producción de vapor o a un motor de Stirling. El vapor gira la turbina del generador electrico. Más efectivo en regiones áridas y polares.

Ejemplo: Gemasolar. España. Sevilla

b) fotovoltaica

La luz solar se convierte en electricidad a través de fotocélulas. Es necesario mejorar la tecnología de producción y explotacion de paneles solares para reducir el estrés ambiental. El exceso de energía se convierte en hidrógeno.

V. Viento

La energía eólica se convierte en energía mecánica o eléctrica mediante la rotación de los mecanismos de captación del viento.

Es necesario mejorar la tecnología para reducir el impacto ambiental (vibración, ruido, intensidad energia de explotacion).

VI. Marea,

La energía de las mareas ha sido utilizada por la humanidad desde la antigüedad mediante la instalación de molinos de mareas en las costas de Inglaterra, Francia, España, Rusia, Canadá, Estados Unidos y otros países. Dichas instalaciones se llevaron a cabo formando una piscina con presas que se superponen a pequeñas bahías, donde se ubicaron las ruedas del molino que funcionaban durante la marea baja. Las plantas de energía de las mareas utilizan la energía renovable, que se asocia con las fuerzas de las mareas que surgen de la interacción gravitacional de la Tierra con la Luna y el Sol.

VII. Geotérmica.

La energía geotérmica es energía derivada del calor natural de la Tierra. Este calor se puede lograr usando pozos. Este calor se entrega a la superficie en forma de vapor o agua caliente. Tal calor se puede usar directamente para calentar hogares y edificios, y para la producción de electricidad. Las reservas de energía geotérmica son inagotables. Las regiones termales se encuentran en muchas partes del mundo.

La distribución de las capacidades de generación conducirá a una disminución  de la población urbana, el desarrollo de territorios periféricos y un aumento en el número de personas empleadas en el sector real de la economíсa. La energía se acercará al pueble, la gente comprenderán mejor los procesos de generación y transformación de energía en todo el planeta, se preocuparán más por la conservación de la energía y la cultura de consumo. La energía distribuida elimina el problema de los grandes accidentes tecnogenos. Eliminas los riesgos de desenergizar a un gran número de consumidores cuando una estación está apagada. La amenaza de ataques terroristas en las centrales eléctricas desaparecerá porque ya no tendrán rason. Al mismo tiempo, no debe negarse a extraer y utilizar hidrocarburos fósiles, por que son la energía del sol almacenada por nuestro planeta durante millones de años. Pero al mismo tiempo, es necesario mejorar la tecnología de su producción y procesamiento y reducir su participación en el sector energético mundial.

Por lo tanto, la energía distribuida basada en fuentes de energía renovables es un de los componentes más importantes de un futuro sostenible y próspero para toda la humanidad.