Energía y el problema energético

Realizado por:

Isabel Abellán RodríguezMaría Magdalena Llamas Santiago

Maria Jesús Belijar Mateo Noguera

Juan Antonio Ruiz Díaz

Índice La energía: necesaria y escasa.

Los combustibles y el transporte.

El consumo energético doméstico.

Centrales eléctricas que utilizan combustibles fósiles.

Energía nuclear, ¿problema o solución?

Fuentes renovables de energía.

Hacia una energía sostenible.

La energía: necesaria y escasa

• La energía hace funcionar el mundo. Se necesita energía para el funcionamiento de la industria, el transporte de personas y mercancías etc.

• La energía es necesaria para el desarrollo económico y la calidad de vida de las personas. Pero esta energía es escasa y cara, por lo que es necesario adoptar medidas para el ahorro y su uso eficiente.

• El consumo eficiente de energía consiste en desarrollar las tareas con el mínimo consumo de energía posible y no malgastarla en actividades innecesarias.

El problema energético

• Cualquier actividad necesita energía. Ningún proceso es posible sin energía.Todo proceso de cambio lleva asociado una transformación de energía en otra.

• En cualquier transformación energética una parte de la energía inicial se dispara como calor y no puede volver a utilizar.Esta perdida de energía útil se le denomina degradación de la energía.

• Las soluciones al problema son la búsqueda y el desarrollo de fuentes de energía alternativas, el consumo eficiente y la cooperación de todos.

Energía primaria y energía final

• Se denomina energía primaria a la contienda en las fuentes de energía. Para que esta energía este disponible para el consumo deben realizarse diversas opciones de transformación y transporte.

• Se denomina energía final a la energía que se utiliza en los puntos de consumo, como la energía eléctrica en los domicilios.

Energía primaria= energía final + energía perdida en el transporte + energía perdida en otras ocasiones

Transporte y energía

• El desarrollo socio-económico ha producido una mayor movilidad de las personas y un incremento en el desplazamiento de mercancías. Aproximadamente el 40% de la energía consumida en España es por los transportes.

• Ello ha traído consecuencias negativas: se tiene mayor dependencia del petróleo y se ha incrementado la emisión de gases de efecto invernadero.

Los Biocombustibles

-El biodiesel: obtenido a partir de semillas oleaginosas y de aceites vegetales usados.

-El bioetanol: obtenido de la fermentación de cultivos vegetales ricos en almidón, en azúcar o en celulosa.

- El biogás: obtenido de la fermentación de residuos animales.

El consumo energético doméstico

• La fuente principal de energía es el petróleo.

• La utilización de la energía eléctrica cubre otra tercera parte del consumo energético domestico.

• El carbón como fuente de energía va desapareciendo de las viviendas españolas.

• La zona climática en que se encuentra.

• La calidad del aislamiento de paredes y ventanas.

• El grado de eficiencia con que se utilizan los sistemas de calefacción y agua caliente.

El ahorro de energía en las casas

1. Instalaciones fijas de calefacción y agua caliente

2. Equipamiento doméstico

3. Aprovechamiento de energías renovables.

Instalaciones fijas de calefacción y agua caliente:

La mayor parte del consumo energético doméstico se produce en los sistemas de calefacción y agua caliente. En consecuencia, es muy importante adoptar medidas de ahorro en ellos. Estas pueden ser:

-Sistema de aislamiento en paredes y ventanas

-Elección de calderas de alto rendimiento energético

-Ajuste de la temperatura de calefacción.

-Mantenimiento óptimo de sistemas y aparatos

-Adopción de pautas de conducta adecuadas.

Equipamiento domestico.Equipamiento domestico.

Lo integran los electrodomésticos, las fuentes de luz doméstica, ordenadores, televisores y equipos audiovisuales.

-Compra electrodomésticos con etiquetas de eficiencia energética A, A+ o A++.

-Compra electrodomésticos adecuados a las necesidades reales de la vivienda.

-Mantenimiento adecuado y limpieza de los electrodomésticos y de los equipos.

-Sustitución de las lámparas de incandescencia por lámparas de bajo consumo.

-Adopción de pautas de conducta adecuadas.

Aprovechamiento de las energías renovables.Aprovechamiento de las energías renovables.

Se pueden aprovechar las energías renovables mediante equipamientos específicos en los edificios. Los más importantes son los paneles solares para aprovechar la energía solar, pequeños aerogeneradores para la energía eólica y calderas de biomasa. Se contribuye con ello a la eficiencia energética y al cuidado del medio ambiente.

Se denomina energías renovables a aquellas que se obtienen de fuentes naturales inagotables, ya sea por la enorme cantidad de energía que contienen o porque se renuevan porque son capaces de regenerarse por medios naturales.

Centrales eléctricas que utilizan combustibles fósiles

La electricidad es una forma de energía limpia, cómoda de utilizar y muy versátil. Es la forma de energía más utilizada en la vida cotidiana.

La energía eléctrica se produce a gran escala en las centrales eléctricas: desde ellas se distribuye mediante estaciones transformadoras a los usuarios. Las centrales termoeléctricas (térmicas) producen energía eléctrica a partir de la energía química de un combustible, que puede ser fósil, biomasa o residuos urbanos. Más del 95% de la energía eléctrica generada en estas centrales se produce a partir de combustibles fósiles.

Combustibles fósiles utilizadosCombustibles fósiles utilizados

Los combustibles fósiles utilizados en las centrales termoeléctricas son el petróleo, el carbón y el gas natural. Las centrales que utilizan fuel como combustible dejaron de construirse en la década de 1970 y se utilizan para cubrir los momentos de una fuerte subida de la demanda energética.

Actualmente se tiende a incrementar la utilización del gas natural respecto al carbón como combustible. En el año 2006, la energía producida en las centrales eléctricas en España provenía un 50% del gas natural, un 38% del carbón y un 12% del petróleo.

En las centrales termoeléctricas clásicas, la energía química contenida en los combustibles fósiles se transforma en energía térmica al quemarlos y se utiliza para calentar un fluido. Parte de esta energía térmica se transforma en energía mecánica de rotación cuando el fluido caliente incide sobre los álabes de una turbina y la hace girar.

El eje rotor de una turbina está acoplado al eje del alternador, que es un conjunto de espiras de cable en el interior de un campo magnético. El giro del alternador genera corriente eléctrica debido al fenómeno de la inducción electromagnética: la energía mecánica de rotación se transforma en energía eléctrica.

Ventajas y desventajas de las centrales termoeléctricasVentajas y desventajas de las centrales termoeléctricas

VENTAJAS:

Su funcionamiento no depende de las condiciones meteorológicas, la tecnología en la que se basan está muy desarrollada y el transporte de combustibles fósiles a las centrales es fácil y relativamente barato. Además, la unidad de energía producida es mucho más barata que la misma unidad producida en otros tipos de centrales. Todo ello las convierte en productoras de energía imprescindibles.

DESVENTAJAS:

Tienen un gran impacto ambiental. Emiten grandes cantidades de CO2 a la atmósfera, el principal gas del efecto invernadero. Las que utilizan derivados del petróleo generan óxidos de nitrógeno y azufre, causantes de la lluvia ácida. Generan además grandes cantidades de residuos sólidos. Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente

Centrales de gas natural de ciclo combinadoCentrales de gas natural de ciclo combinado

En estas centrales hay dos circuitos, uno de gas natural y otro de vapor de agua, y dos turbinas. La primera turbina, o turbina de gas, se mueve empleando el propio gas natural como fluido. La segunda turbina, o turbina de vapor, es movida por los gases calientes de salida de la primera turbina generando también electricidad.

Las centrales de ciclo combinado son más eficientes y menos contaminantes que las convencionales. Mientras que el rendimiento de una central térmica convencional es inferior al 30%, el rendimiento en una central de ciclo combinado supera el 40%. Son más eficientes y menos contaminantes.

Energía nuclear

La energía nuclear es la energía que se libera en las reacciones nucleares. Sin embargo, también nos referimos a la energía nuclear como el aprovechamiento de dicha energía para otros fines como la obtención de energía eléctrica, térmica y/o mecánica partir de reacciones nucleares.

Se llama combustible nuclear cualquier material que contiene núcleos fisionables y puede emplearse en un reactor nuclear para que en él se desarrolle una reacción

nuclear en cadena. Esta formado por isótopos, como:

uranio-233, plutonio-239, plutonio-241.

Central nuclear

Una central nuclear es una central termoeléctrica en la que actúa como caldera un reactor nuclear. La energía térmica se origina por las reacciones nucleares de fisión en el combustible nuclear formado por un compuesto de uranio.   El combustible nuclear se encuentra en el interior de una vasija herméticamente cerrada, constituyendo lo que se llama un reactor nuclear. El calor generado en el combustible del reactor y transmitido después a un refrigerante se emplea para producir vapor de agua, que acciona el conjunto turbina-alternador, generando la energía eléctrica.

Funcionamiento de una central nuclear

El problema nuclearEl problema nuclear Los motivos del rechazo a la energía nuclear son:

El riesgo de accidentes en las centrales nucleares. La radiación

liberada afecta gravemente a los seres vivos durante períodos

dilatados de tiempo.

Los residuos nucleares producidos en las centrales. Se almacenan

en depósitos especiales, pero mantienen una alta actividad radiactiva durante mucho tiempo.

El riesgo de utilizar la tecnología nuclear para el desarrollo de armas.

Solución nuclear Las centrales nucleares son poco contaminantes. No

emiten óxidos de nitrógeno y azufre ni CO2. No contribuyen al efecto invernadero ni a la contaminación atmosférica. Son una opción para luchar contra el cambio climático.

Generan energía de modo continuo y a menores costes que otros tipos de centrales.

Permiten disminuir la dependencia del petróleo.

Es una central dotada de las adecuadas medidas de seguridad la probabilidad de que ocurra un accidente es muy baja.

Residuos radiactivos

Los residuos radiactivos son residuos que contienen elementos químicos radiactivos que no tienen un propósito práctico. Es frecuentemente utilizado en un proceso nuclear, como la fisión nuclear. El residuo también puede generarse durante el procesamiento de combustible para los armas nucleares o en las aplicaciones médicas como la radioterapia o la medicina nuclear.

El sol

Es una fuente directa de la energía solar, pero además, da origen a otras energías renovables. La energía de la biomasa procedente de la fotosíntesis. El Sol calienta la tierra y el agua de los océanos.

La energía solar térmica es el aprovechamiento de la energía del Sol para generar calor mediante el uso de colectores o paneles solares térmicos. Esta energía solar se encarga de calentar el agua u otro tipo de fluidos a temperaturas que podrán oscilar entre 40º y 50º, no debiendo superar los 80º.

La energía solar fotovoltaica es un tipo de electricidad renovable obtenida directamente de los rayos del sol gracias a la foto-detección de un dispositivo; una lámina metálica semiconductora llamada célula fotovoltaica, o una deposición de metales sobre un sustrato llamada capa fina.. Se usa para alimentar aparatos autónomos, abastecer refugios o casas aisladas y producir electricidad.

La biomasa

Es materia orgánica de origen animal o vegetal que se puede aprovechar energéticamente de diversos modos. Los residuos agrícolas, ganaderos y forestales pueden utilizarse como combustibles en centrales térmicas de biomasa para producir electricidad, y calderos domésticas para la calefacción y agua caliente.

Energía de biomasa: es un tipo de energía renovable procedente del aprovechamiento de la materia orgánica e industrial formada en algún proceso biológico o mecánico, generalmente, de las sustancias que constituyen los seres vivos, o sus restos y residuos. El aprovechamiento de la energía de la biomasa se hace directamente, o por transformación en otras sustancias que pueden ser aprovechadas más tarde como combustibles o alimentos.

El aire

La humanidad ha utilizado la energía para la navegación de vela, y para mover las aspas de los molinos. Actualmente se aprovecha la energía del viento para mover las placas de los aerogeneradores en los parques eólicos y producir energía eléctrica.

• El agua

En la actualidad, las centrales hidroeléctricas aprovechan la caída del agua sobre los álabes de la turbina para producir energía eléctrica. Son útiles además para regular avenidas, asegurar un caudal mínimo en los ríos y para regular los regadíos.

• Otras fuentes renovables de energía

La energía mareomotriz es la energía que adquiere el agua del mar al subir su nivel por efecto de las mareas . El agua se embalsa mediante un dique con la marea alta; con la marea baja se deja caer el agua para mover las turbinas y producir electricidad.

La energía geotérmica es energía térmica acumulada en el subsuelo.

• Ventajas y desventajas de las energías renovables

Las energías renovables presentan ventajas incuestionables:

• Tienen un impacto ambiental muy pequeño en comparación con las energías no renovables. Son poco contaminantes y apenas producen gases de efecto invernadero.

• Sus reservas no se agotan. Se generan a un ritmo mayor del que se consumen. Se consideran fuentes de energía inagotables.

• Disminuyen la dependencia energética respecto del exterior porque se

producen cerca de dónde se consumen.

• Las investigaciones sobre energías renovables contribuyen al desarrollo científico y tecnológico del país.

Pero presentan también algunas desventajas:

• Son muy caras. La unidad de energía producida por energía solar o eólica es más costosa que la generada por centrales térmicas clásicas.

• La producción de energía se ve afectada por las condiciones meteorológicas, por lo que no garantizan un suministro estable.

• Tienen, aunque reducido, un impacto ambiental negativo. Por ejemplo, los parques eólicos deterioran un paisaje y causan la muerte de muchas aves, las centrales termosolares necesitan enormes extensiones de terreno, etc.

• Cubren aún un porcentaje muy pequeño de la demanda energética total.

Hacia una energía sostenible

El modelo actual de desarrollo económico, basado en el consumo de combustibles fósiles, es insostenible. El consumo global de energía se duplicará, si se mantiene el ritmo actual, en 35 años y se triplicará en 55.

El consumo de combustibles fósiles genera cada año una mayor cantidad de contaminantes y de gases de efecto invernadero, que incrementan los riesgos del cambio climático.

Es preciso avanzar hacia un modelo energético sostenible, es decir, un modelo en el que las generaciones a actuales puedan cubrir sus necesidades energéticas garantizando un futuro a las próximas generaciones. Las vías para alcanzar un modelo de energía sostenible son:

• La eficiencia energética.

El uso racional de la energía supone no gastar energía en actividades innecesarias y utilizar la energía minimizando las pérdidas.

• El desarrollo tecnológico.

El desarrollo de tecnologías eficientes de consumo está contribuyendo eficazmente al ahorro energético: bombillas de bajo consumo, materiales aislantes, coches eléctricos, etc.

• La potenciación de las energías renovables.

Las energías renovables, inagotables y con poco impacto ambiental, suponen aún una pequeña parte del suministro energético.

• El desarrollo de nuevas energías.

Algunas energías, actualmente en fase experimental o de investigación, pueden aportar una parte muy importante del consumo energético futuro.

Para saber más

Energía para el futuro

Los científicos investigan nuevas tecnologías que puedan contribuir en el futuro a cubrir la demanda energética y que no causen daños ambientales ni agraven el cambio climático. Muchas de ellas se encuentran aun en fase experimental.

Bibliografía:

Libro de Santillana, cmc.

www.wikipedia.com

www.yosoynuclear.org

Opinión personal:

Pensamos que se deben de utilizar energías renovables, en este caso la solar y la nuclear; aunque ésta última es rechazada por muchas personas.

Esperamos que la energía de fusión sea utilizada muy pronto por todos nosotros para ahorrar en el consumo de las casas.