Fuentes de Energía Sostenible y Tasas de Adopción

Un número creciente de habitantes a nivel mundial y la conciencia ambiental están impulsando la necesidad/deseo de tratar nuestro hogar (la Tierra) de una manera más amable.  Afortunadamente, si miramos lo suficientemente de cerca, se puede encontrar energía ilimitada a nuestro alrededor.  Cualquier objeto que esté en movimiento, produzca calor o incluso luz, es una fuente potencial.

Identificar fuentes de energía es la parte fácil.  El obstáculo difícil de superar es aprovechar esos recursos de manera fiable y constante.  Afortunadamente, los avances en la ciencia de materiales han permitido eficiencias que antes eran inimaginables.

Energía Sostenible

Antes de sumergirnos en algunos ejemplos de energía limpia y las empresas que impulsan su utilidad, es importante comprender la diferencia entre fuentes sostenibles y renovables.

En pocas palabras, la energía renovable proviene de fuentes que reponen su suministro de forma natural más rápido de lo que lo consumimos.  Sin embargo, eso no significa necesariamente que estas fuentes proporcionen energía limpia, solo que el suministro no puede agotarse con la demanda actual.

La energía sostenible, por otro lado, se refiere a fuentes que no solo se reponen por sí mismas, sino que con el tiempo no tendrán efectos negativos sobre la Tierra.  Estas fuentes consideran a las generaciones futuras y buscan otorgarles una Tierra verde, en lugar de una continuamente devastada por el carbón, el petróleo, el metano y otros ejemplos sucios de energía.

Cabe señalar que, aunque existe una distinción entre fuentes sostenibles y renovables, en la mayoría de los casos ambos términos se aplican.  Naturalmente, aquellas que logran ser ambas son las más intrigantes.

Typical, sustainable energy must clear three hurdles to be deemed as such.

• Ambientalmente sostenible
• Financieramente sostenible
• Socialmente sostenible

Un ejemplo común de fuente de energía sostenible es la energía hidroeléctrica.  Entre la Luna creando mareas, olas y ciclos climáticos, siempre habrá agua corriente en la Tierra.  Aprovechar la energía cinética del agua en movimiento no solo es un proceso que se renueva naturalmente, sino que es sostenible porque no afectará negativamente a la Tierra en los años venideros, y ya es económicamente y socialmente viable.

Un ejemplo común de fuente de energía renovable que no se considera típicamente sostenible es la biomasa.  La implementación más obvia es quemar madera como fuente de calor.  Aunque el suministro de biomasa puede reponerse más rápido de lo que la usamos, no es sostenible debido a los gases de efecto invernadero que se emiten al utilizarla.

Un ejemplo común de fuente de energía no renovable y no sostenible son los combustibles fósiles.  Con la proliferación del motor de combustión interna, el fin de nuestras reservas de combustibles fósiles ya está a la vista.  Esta fuente, que literalmente tomó millones de años en formarse, es esencialmente no renovable, terrible para el medio ambiente y simplemente no es una fuente sostenible de cara al futuro.

Principales Candidatos

Ahora que entendemos la distinción entre fuentes de energía renovable y sostenible, aquí hay algunos ejemplos de las que tienen mayor promesa.  Cada una de ellas ya se utiliza en todo el mundo, mostrando niveles prometedores de adopción.

Es importante recordar que una no es necesariamente mejor que otra.  La mejor fuente de energía es la que está disponible fácilmente en el entorno local.

Energía Hidroeléctrica

Aprovechar el agua como fuente de energía no es nada nuevo: hemos utilizado presas y molinos de agua durante siglos.  En la actualidad, la energía hidroeléctrica es la mayor fuente de electricidad de bajo carbono del mundo, representando más del 15% del suministro total.  Los casos de uso típicos dependen de aprovechar la energía cinética del agua en movimiento para hacer girar una turbina y generar electricidad.

Un ejemplo de una organización que busca impulsar nuestra capacidad de aprovechar la energía de las mareas y nuestra comprensión de su efecto en los ecosistemas locales es el Fundy Ocean Research Centre for Energy (FORCE).  Esta organización financiada por el gobierno tiene su sede en Nueva Escocia, Canadá, donde se encuentran las mareas más grandes del mundo en la Bahía de Fundy.

En la Bahía de Fundy, más de 160 mil millones de toneladas de agua fluyen dentro y fuera, dos veces al día, todos los días, como un reloj.  La fuerza de esta agua en movimiento es asombrosa y ofrece el potencial para una producción de energía igualmente asombrosa, tan fiable como la salida de la Luna.  Este proyecto está en medio de un estudio a largo plazo sobre los posibles peligros que los turbinas de marea representan para la vida marina vegetal y animal.

Actualmente, la energía hidroeléctrica en conjunto representa más del 70 % de la electricidad mundial proveniente de una fuente sostenible, con China y Estados Unidos liderando el camino.  De cara al futuro, se espera que el mercado de energía de olas y mareas pase de $0.59 mil millones en 2021, a $4.41 mil millones en 2028.

Energía Eólica

Al igual que la energía hidroeléctrica, la electricidad generada mediante la fuerza del viento no es nada nuevo.  En lugar de aprovechar la energía cinética del agua en movimiento para hacer girar una turbina, el proceso se replica haciendo que el viento haga girar las palas de un ventilador conectadas a una turbina.

Aunque el viento puede aprovecharse para crear electricidad prácticamente en cualquier parte del mundo, la práctica no está exenta de desafíos.  No solo se requieren grandes extensiones de terreno para albergar estos enormes parques, sino que el viento simplemente no es tan fiable como las mareas.  Un día puede haber viento y al siguiente puede estar quieto.

A pesar de estos desafíos, la energía eólica sigue creciendo en popularidad, representando más del 7,6 % de la producción eléctrica mundial.  En Estados Unidos, la energía eólica ya se ha convertido en la mayor fuente de energía renovable, representando aproximadamente el 10 % de su propia producción eléctrica.

Un ejemplo de una empresa que impulsa la adopción de la energía eólica es Siemens AG (SIE.SW ) (SIE.DE ) (SIEGY).  Este conglomerado reportó unos ingresos de $71,98 mil millones en 2022 y, al momento de escribir, las acciones de Siemens AG (SIEGY) están catalogadas por varios analistas como ‘sobre’.  Con una historia que data de 1847, es una empresa que sabe adaptarse a los tiempos.  Con eso en mente, Siemens tiene divisiones enteras dedicadas a desarrollar tecnologías que nos permitan pasar de los combustibles fósiles a fuentes sostenibles.

Energía Solar

Si bien las turbinas son fundamentales en la generación de electricidad al utilizar fuentes como la hidroeléctrica o la eólica, ya no son necesarias cuando aprovechamos la energía fotovoltaica.  El efecto fotovoltaico, que se posibilita al permitir que los fotones coloquen un sustrato en un estado excitado, es la tecnología subyacente detrás de la energía solar.  El Sol es posiblemente la fuente de energía más abundante de nuestro sistema solar; ¿por qué no aprovechar todo lo que ofrece?

La energía solar es única en su capacidad de usarse en aplicaciones tan pequeñas como una batería personal, o tan grandes como alimentar ciudades.  Como todas las fuentes de energía, tiene limitaciones.  Aunque las tecnologías modernas han aumentado enormemente la eficiencia y la asequibilidad de los paneles solares, la práctica sigue siendo más adecuada para regiones con abundante luz solar.  Acércate lo suficiente a los polos y hay áreas de la Tierra que carecen de amanecer durante meses.

En la actualidad, los recientes avances en tecnologías solares han permitido que el 4,8 % y en aumento de la producción eléctrica global provenga de esta fuente sostenible.  Mientras que Estados Unidos puede estar a la vanguardia en producción de energía derivada del viento, se queda un poco atrás en solar, con aproximadamente el 3 % proveniente de la captura de los rayos del sol.

Una de las empresas e innovadores más destacados en el campo de la tecnología solar es nada menos que el fabricante de vehículos eléctricos (EV), Tesla (TSLA ) (TSLA).  Durante años, la compañía ha desarrollado e instalado sus techos solares, que permiten a los propietarios eliminar los paneles solares tradicionales y usar tejas fotovoltaicas en su lugar.  A lo largo de 2022, Tesla reportó unos ingresos de $81,46 mil millones y, al momento de escribir, está listada por varios analistas financieros como ‘sobre’.

Energía Geotérmica

Se cree que hace eones, la Tierra estaba compuesta totalmente de material fundido, cubierta por océanos de magma.  Miles de millones de años después, se ha enfriado, y la superficie se ha vuelto habitable para la humanidad.  Sin embargo, el núcleo sigue en ebullición, continuando calentando las distintas capas que lo rodean.  Es esta energía, encontrada bajo la superficie de la Tierra, la que ahora estamos aprovechando, denominándola geotérmica.

La energía geotérmica funciona típicamente al aprovechar la energía térmica de la Tierra para calentar un medio líquido con alta capacidad calorífica, que luego se utiliza para impulsar turbinas que generan electricidad.  En los últimos años, la geotermia ha ganado popularidad, ya que ya no es viable solo en aplicaciones a gran escala, sino también para instalaciones residenciales como forma de calefacción.

Aunque la energía geotérmica puede aprovecharse en cualquier lugar si se excava lo suficientemente profundo, existen puntos calientes naturales alrededor del mundo que facilitan el proceso, a saber, los volcanes.  Naciones como El Salvador han reconocido esto y están realizando esfuerzos concertados para aprovechar esta fuente de energía limpia, ya que también es abundante y fiable.

Actualmente, a pesar de su promesa, se cree que la energía geotérmica representa aproximadamente el 0,4 % del suministro eléctrico mundial, cifra similar a la producción en Estados Unidos.  Más allá de los volcanes, la geotermia es particularmente accesible cerca de placas tectónicas y fallas.  Como resultado, la costa de California es una región clave para acceder a esta energía limpia.

Para los inversores que buscan exposición a la industria de energía geotérmica, una de las empresas líderes es Ormat Technologies (ORA ) (ORA).  La compañía posee actualmente más de 150 plantas de energía geotérmica y emplea a más de 1.300 personas.  En los últimos 5 años, Ormat Technologies ha generado consistentemente ingresos anuales superiores a $650 millones, y debería estar bien posicionada para capitalizar el crecimiento de la geotermia.

Mirando al Futuro

Mientras que las fuentes de energía enumeradas arriba poseen un potencial enorme para facilitar un futuro más verde, existen otro par de opciones que algún día podrían superarlas por completo.

Fusión Nuclear

Una vez parte de la ciencia ficción, la fusión nuclear podría convertirse en una realidad a medida que los científicos continúan logrando prometedores avances hacia el aprovechamiento de lo que es el ‘santo grial’ de la producción de energía.  De hecho, el progreso ha avanzado tanto que los gobiernos ahora planean construir plantas prototipo operativas antes de 2040.

Para quienes no estén familiarizados, la fusión nuclear —el mismo proceso que alimenta a nuestro sol ‘Sol’— no debe confundirse con la fisión nuclear (el proceso actual utilizado en las plantas nucleares modernas).  Cada proceso libera enormes cantidades de energía; sin embargo, la primera lo hace creando condiciones para combinar núcleos, mientras que la segunda divide elementos pesados como el uranio.

La fusión no solo libera más energía que la fisión, sino que es un proceso significativamente más limpio.  El problema actual, que los científicos están tratando de resolver, es desarrollar las condiciones adecuadas para facilitar y aprovechar el proceso de manera segura.

Piezoelectricidad

Recientemente echamos un vistazo a la piezoelectricidad, y a cómo es una de las fuentes de energía más utilizadas, aunque desconocidas.  La piezoelectricidad es la capacidad de un material, ya sea fabricado o natural, de crear una descarga eléctrica cuando se le somete a presión externa.

Ya se utiliza desde hace décadas en artículos cotidianos como micrófonos, encendedores y más; la ciencia de materiales moderna sigue avanzando hacia el día en que podamos aprovechar suficiente electricidad mediante este efecto para aplicaciones a gran escala.

Al igual que la fusión nuclear, el potencial de uso generalizado de materiales piezoeléctricos solía parecer ciencia ficción.  Aunque aún falta mucho tiempo, algún día podría conducir a un mundo en el que las baterías de gran tamaño sean en gran parte obsoletas, ya que los materiales piezoeléctricos permiten dispositivos autoalimentados.

Palabra Final

Aunque el mundo aún puede estar enganchado a fuentes de energía como los productos petrolíferos, el carbón y el gas natural, es claramente evidente que no son el futuro.  Afortunadamente, la energía está en todas partes a nuestro alrededor, y la ciencia moderna nos brinda cada vez más la oportunidad de aprovechar una lista creciente de fuentes limpias.

Mientras que el futuro podría ver a la Tierra dependiente de la fusión nuclear y dispositivos autoalimentados, será la adopción continua de la energía hidroeléctrica, eólica, solar y geotérmica lo que nos permitirá llegar allí.