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Energías renovables frente a los comodines de torio y energía de fusión: El futuro de la energía P5

David Tal, Editor, Futurista
@DavidTalEscribe
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Tue, 09 / 15 / 2020 - 10: 23

Al igual que la energía solar no genera energía las 24 horas del día, los 7 días de la semana, tampoco funciona muy bien en algunos lugares del mundo en comparación con otros. Confía en mí, viniendo de Canadá, hay algunos meses en los que apenas ves el sol. Es probable que sea mucho peor en los países nórdicos y Rusia; tal vez eso también explique la cantidad considerable de heavy metal y vodka que se disfruta allí.

Pero como se menciona en el capítulo anterior de esta serie Future of Energy, la energía solar no es el único juego renovable en la ciudad. De hecho, hay una variedad de opciones de energía renovable cuya tecnología se está desarrollando tan rápido como la solar, y cuyos costos y producción de electricidad están (en algunos casos) superando a la solar.

Por otro lado, también vamos a hablar sobre lo que me gusta llamar “energías renovables comodín”. Estas son fuentes de energía nuevas e increíblemente poderosas que producen cero emisiones de carbono, pero cuyos costos secundarios en el medio ambiente y la sociedad aún no se han estudiado (y pueden resultar dañinos).

En total, el punto que exploraremos aquí es que, si bien la energía solar se convertirá en la fuente de energía dominante a mediados de siglo, el futuro también estará compuesto por un cóctel energético de energías renovables y comodines. Así que empecemos con las renovables que NIMBY en todo el mundo odian con pasión.

Energía eólica, lo que don Quijote no sabía

Cuando los expertos hablan de energía renovable, la mayoría se concentra en los parques eólicos junto con la energía solar. ¿La razón? Bueno, entre todas las energías renovables en el mercado, los molinos de viento gigantes son los más visibles: sobresalen como pulgares doloridos a lo largo de los campos de los agricultores y vistas al mar aisladas (y no tan aisladas) en muchas partes del mundo.

Pero mientras un circunscripción vocal los odia, en algunas partes del mundo, están revolucionando el mix energético. Eso es porque mientras algunos países están bendecidos con el sol, otros tienen mucho viento. Lo que una vez fue un Molestias que destruyen paraguas, cierran ventanas y arruinan el peinado. se ha convertido (especialmente en los últimos cinco a siete años) en una potencia de generación de energía renovable.

Tome los países nórdicos, por ejemplo. La energía eólica ha estado creciendo a un ritmo tan rápido en Finlandia y Dinamarca que están consumiendo los márgenes de beneficio de sus centrales eléctricas de carbón. Estas son centrales eléctricas de carbón, por cierto, que se suponía que debían proteger a estos países de la energía renovable "poco confiable". Ahora, Dinamarca y Finlandia planean suspender estas centrales eléctricas, 2,000 megavatios de energía sucia, fuera del sistema. para 2030.

¡Pero eso no es todo amigos! Dinamarca se ha vuelto tan exitosa en energía eólica que planea eliminar el carbón por completo para 2030 y hacer la transición de toda su economía a energía renovable (principalmente de viento) para 2050. Mientras tanto, nuevos diseños de molinos de viento (ej. una, dos) están saliendo todo el tiempo que podrían revolucionar la industria y potencialmente hacer que la energía eólica sea tan atractiva para los países ricos en sol como lo es para los ricos en viento.

Cultivando las olas

Relacionada con los molinos de viento, pero enterrada en las profundidades del mar, se encuentra la tercera forma de energía renovable más publicitada: las mareas. Los molinos de marea se parecen a los molinos de viento, pero en lugar de recolectar energía del viento, recolectan su energía de las mareas del océano.

Las granjas de mareas no son tan populares ni atraen tanta inversión, como la solar y la eólica. Por esa razón, las mareas nunca serán un actor importante en la combinación de energías renovables fuera de unos pocos países, como el Reino Unido. Es una pena porque, según el Marine Foresight Panel del Reino Unido, si capturáramos solo el 0.1 por ciento de la energía cinética de las mareas de la Tierra, sería suficiente para alimentar al mundo.

La energía de las mareas también tiene algunas ventajas únicas sobre la solar y la eólica. Por ejemplo, a diferencia de la energía solar y eólica, las mareas realmente funcionan las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Las mareas son casi constantes, por lo que siempre sabe cuánta energía generará durante un día determinado, excelente para la previsibilidad y la planificación. Y lo más importante para los NIMBY, dado que las granjas de mareas se encuentran en el fondo del océano, están efectivamente fuera de la vista, fuera de la mente.

Energías renovables de la vieja escuela: hidroeléctrica y geotérmica

Puede pensar que es extraño que cuando hablamos de energías renovables, no le demos mucho tiempo al aire a algunas de las formas de energías renovables más antiguas y más ampliamente adoptadas: hidroeléctrica y geotérmica. Bueno, hay una buena razón para ello: el cambio climático pronto erosionará la producción de energía hidroeléctrica, mientras que la geotérmica se volverá menos económica en comparación con la solar y la eólica. Pero profundicemos un poco más.

La mayoría de las represas hidroeléctricas del mundo son alimentadas por grandes ríos y lagos que a su vez son alimentados por el derretimiento estacional de los glaciares de las cadenas montañosas cercanas y, en menor medida, por las aguas subterráneas de las regiones lluviosas por encima del nivel del mar. Durante las próximas décadas, el cambio climático reducirá (derretirá o secará) la cantidad de agua que proviene de estas dos fuentes de agua.

Un ejemplo de esto se puede ver en Brasil, un país con una de las combinaciones energéticas más verdes del mundo, generando más del 75 por ciento de su energía a partir de energía hidroeléctrica. En los últimos años, la reducción de las precipitaciones y el aumento de las sequías han causó cortes regulares de energía (caídas de tensión y apagones) durante gran parte del año. Tales vulnerabilidades energéticas se volverán mucho más comunes con cada década que pase, lo que obligará a los países que dependen de la energía hidroeléctrica a invertir sus dólares renovables en otros lugares.

Mientras tanto, el concepto de geotermia es bastante básico: por debajo de cierta profundidad, la Tierra siempre está caliente; perfore un agujero profundo, coloque algunas tuberías, vierta agua, recoja el vapor caliente que sube y use ese vapor para impulsar una turbina y generar energía.

En algunos países como Islandia, donde están “bendecidos” con una gran cantidad de volcanes, la energía geotérmica es un generador masivo de energía libre y verde: produce casi el 30 por ciento de la energía de Islandia. Y en áreas seleccionadas del mundo que tienen características tectónicas similares, es una forma de energía en la que vale la pena invertir. Pero en la mayoría de los demás lugares, las plantas geotérmicas son costosas de construir y con la energía solar y eólica disminuyendo de precio cada año, la geotermia simplemente no lo hará. ser capaz de competir en la mayoría de los países.

Las renovables comodín

Quienes se oponen a las energías renovables a menudo dicen que debido a su falta de confiabilidad, debemos invertir en fuentes de energía grandes, establecidas y sucias, como carbón, petróleo y gas natural licuado, para proporcionar cantidades constantes de energía para satisfacer nuestras necesidades. Estas fuentes de energía se conocen como fuentes de energía de "carga base" porque tradicionalmente han servido como la columna vertebral de nuestro sistema de energía. Pero en algunas partes del mundo, especialmente en países como Francia, la energía nuclear ha sido la fuente de energía de carga básica elegida.

La energía nuclear ha sido parte de la combinación energética mundial desde el final de la Segunda Guerra Mundial. Si bien técnicamente produce una cantidad sustancial de energía sin carbono, los efectos secundarios en términos de desechos tóxicos, accidentes nucleares y proliferación de armas nucleares han hecho que las inversiones modernas en energía nuclear sean casi imposibles.

Dicho esto, la nuclear no es el único juego en la ciudad. Hay dos nuevos tipos de fuentes de energía no renovables de las que vale la pena hablar: torio y energía de fusión. Piense en esto como energía nuclear de próxima generación, pero más limpia, más segura y mucho más poderosa.

¿Torio y fusión a la vuelta de la esquina?

Los reactores de torio funcionan con nitrato de torio, un recurso que es cuatro veces más abundante que el uranio. También generan mucha más energía que los reactores alimentados con uranio, producen menos desechos, no se pueden convertir en bombas aptas para armas y son prácticamente a prueba de fusión. (Vea una explicación de cinco minutos sobre los reactores de torio esta página.)

Mientras tanto, los reactores de fusión funcionan básicamente con agua de mar, o para ser exactos, una combinación de los isótopos de hidrógeno tritio y deuterio. Donde los reactores nucleares generan electricidad al dividir átomos, los reactores de fusión sacan una página del libro de jugadas de nuestro sol e intentan fusionar átomos. (Vea una explicación de ocho minutos sobre los reactores de fusión esta página.)

Ambas tecnologías de generación de energía debían salir al mercado a fines de la década de 2040, demasiado tarde para marcar realmente una diferencia en los mercados energéticos del mundo, y mucho menos en nuestra lucha contra el cambio climático. Afortunadamente, ese podría no ser el caso por mucho tiempo.

La tecnología en torno a los reactores de torio ya existe en gran medida y se está desarrollando activamente. perseguido por China. De hecho, anunciaron sus planes para construir un reactor de torio en pleno funcionamiento en los próximos 10 años (mediados de la década de 2020). Mientras tanto, la energía de fusión ha estado crónicamente subfinanciada durante décadas, pero recientemente noticias de Lockheed Martin indica que un nuevo reactor de fusión también podría estar a solo una década de distancia.

Si cualquiera de estas fuentes de energía entra en funcionamiento en la próxima década, enviará ondas de choque a través de los mercados energéticos. El torio y la energía de fusión tienen el potencial de introducir cantidades masivas de energía limpia en nuestra red de energía más rápido que las energías renovables, ya que no necesitarán que recableemos la red de energía existente. Y dado que estas son formas de energía centralizadas e intensivas en capital, serán muy atractivas para aquellas empresas de servicios públicos tradicionales que buscan luchar contra el crecimiento de la energía solar.

Al final del día, es una sacudida. Si el torio y la fusión ingresan a los mercados comerciales dentro de los próximos 10 años, podrían superar a las energías renovables como el futuro de la energía. Más tiempo que eso y las energías renovables ganan. De cualquier manera, la energía barata y abundante está en nuestro futuro.

Entonces, ¿cómo es realmente un mundo con energía ilimitada? Finalmente respondemos esa pregunta en sexta parte de nuestra serie El futuro de la energía.