A medida que el cambio climático amenaza a comunidades de todo el mundo, la transición de los combustibles fósiles a las fuentes de energía renovables se ha convertido en una prioridad urgente. Las energías solar, eólica, geotérmica, hidroeléctrica y de la biomasa pueden suministrar energía en todos los sectores, desde la electricidad hasta el transporte, minimizando al mismo tiempo las emisiones de gases de efecto invernadero. Con la expansión de las infraestructuras de energías renovables, la energía limpia se presenta ahora como un medio práctico y asequible de asegurar el futuro de nuestro planeta.
La energía solar: Potencial ilimitado
La energía solar, que aprovecha los rayos del sol para generar electricidad, tiene un enorme potencial con un impacto ambiental mínimo. Los hogares y las empresas pueden instalar paneles solares en sus tejados para reducir la dependencia de la red. Se pueden construir huertos solares a gran escala en lugares soleados para suministrar energía a miles de hogares. Y los proyectos solares comunitarios permiten a los hogares adquirir instalaciones compartidas de energía limpia. Con el aumento de la eficiencia de los paneles solares y la caída de los precios, este recurso renovable puede ampliarse de forma realista para satisfacer una parte mucho mayor de la demanda energética.
La producción de energía solar ha experimentado un crecimiento exponencial a medida que se incorporan paneles a edificios, aparcamientos, aeropuertos y otros lugares. California es pionera en la obligación de instalar paneles solares en todas las nuevas construcciones. Texas es líder en capacidad solar a escala comercial, con enormes parques solares que alimentan la red estatal. Países como Alemania y China demuestran la escalabilidad de la energía solar. Sólo hemos empezado a aprovechar la abundancia de energía gratuita que irradia el sol a diario. La expansión de la tecnología de generación y almacenamiento de energía solar puede mejorar las perspectivas energéticas en todo el mundo.
Aprovechar el poder del viento
La energía eólica es otra fuente limpia y renovable que está cobrando impulso. El flujo de aire hace girar las aspas de grandes turbinas eólicas conectadas a generadores que producen electricidad. Los parques eólicos, formados por numerosas turbinas, proporcionan ahora una parte sustancial de la energía regional. Iowa, Dakota del Sur, Kansas, Oklahoma y Texas están a la cabeza de Estados Unidos en capacidad de generación eólica. Los parques eólicos marinos también están creciendo, y las costas cuentan con un potencial eólico aún mayor que las zonas terrestres.
La energía eólica está en camino de suministrar alrededor de una quinta parte de la electricidad estadounidense en 2030. Ya representa más del 40% de la energía renovable. Las políticas de apoyo, los créditos fiscales y las crecientes inversiones privadas siguen impulsando el crecimiento. Una vez construidos, los parques eólicos producen electricidad asequible y libre de emisiones durante décadas. Los retos que plantea la generación intermitente están disminuyendo con la mejora de las previsiones y las soluciones de almacenamiento de energía. Como uno de los recursos renovables más abundantes, la energía eólica está lista para ser un pilar fundamental de una red más limpia.
Aprovechamiento de las reservas geotérmicas
La energía geotérmica aprovecha el calor de las profundidades del núcleo terrestre para producir vapor o fluido calentado que se utiliza para generar electricidad sin emisiones de carbono. El agua caliente y la roca que se encuentran de forma natural en depósitos bajo la corteza terrestre también pueden proporcionar calefacción y refrigeración directas. El oeste de Estados Unidos y los países del Cinturón de Fuego del Pacífico, como Indonesia y Filipinas, son lugares privilegiados, pero existe potencial en todo el mundo. La tecnología de perforación está permitiendo ampliar el acceso a los recursos geotérmicos.
Aunque la geotermia sólo suministra en torno al 0,3% de la energía actual de Estados Unidos, su capacidad de generación de carga de base la convierte en una fuente de energía limpia vital. Las centrales geotérmicas proporcionan energía constante, a diferencia de la solar y la eólica, que son intermitentes. La calefacción geotérmica puede calentar los hogares y sustituir a las calderas de gas con una fuente de energía que está justo debajo de nuestros pies. Los costes iniciales de perforación y construcción de instalaciones son elevados, pero son inversiones rentables a largo plazo. La expansión de la geotermia, incluidos los proyectos a pequeña escala, nos acerca un paso más a la energía limpia 24/7.
El flujo de agua renovable de la energía hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica es una energía renovable generada por el flujo de agua, que representa alrededor del 7% de la electricidad de Estados Unidos. El agua que fluye hace girar grandes turbinas conectadas a generadores eléctricos. Las presas hidroeléctricas han proporcionado energía fiable a bajo coste durante décadas, aunque el impacto ambiental ha reducido su crecimiento reciente. Sin embargo, la energía undimotriz y mareomotriz a lo largo de costas y ríos, además de la energía hidroeléctrica «de pasada» que aprovecha los caudales naturales de arroyos y canales, ofrecen una prometedora energía libre de carbono.
La mejora de las presas existentes para maximizar su eficiencia puede aumentar aún más la producción hidroeléctrica. En Canadá, Noruega y otros países con abundantes recursos hídricos, las centrales hidroeléctricas cubren gran parte de las necesidades nacionales de energía. La instalación de generadores undimotrices y mareomotrices a lo largo de tramos de costa y ríos aprovecha la atracción gravitatoria de la órbita lunar. Los proyectos a filo de agua permiten que la energía cinética del agua libre produzca electricidad sin presas. Junto con la eólica marina, la energía hidrocinética puede contribuir sustancialmente a una generación de electricidad más limpia.
El enorme potencial de la bioenergía
La bioenergía utiliza materia orgánica como plantas, residuos agrícolas y basura como combustible para generar electricidad, calefacción y transporte. Las fuentes van desde cultivos alimentarios como el maíz y la caña de azúcar hasta subproductos forestales, estiércol y residuos de vertedero. Los aceites y grasas reciclados pueden convertirse en biodiésel. Las estufas de pellets de madera proporcionan calor doméstico a partir de serrín comprimido. Incluso las grandes fábricas de cerveza y los centros de datos capturan el metano de los residuos para crear energía de biogás.
La bioenergía ya proporciona alrededor del 5% de la energía de Estados Unidos. La madera y los biocombustibles sustentan millones de hogares rurales en todo el mundo. A medida que la tecnología mejora la eficiencia y reduce los costes, los residuos orgánicos pueden convertirse en un valioso recurso energético en lugar de acabar en vertederos emitiendo gases de efecto invernadero. La flexibilidad de la bioenergía en los ámbitos de la electricidad, la calefacción y el transporte la convierte en un elemento clave de un futuro renovable integrado.
Avances en el almacenamiento de energía
Uno de los grandes retos de las energías renovables es almacenar la electricidad cuando no brilla el sol o no sopla el viento. Pero las tecnologías de baterías ya permiten almacenar energía a gran escala. Las baterías de iones de litio, como los Megapacks de Tesla, pueden almacenar grandes cantidades de energía solar. El almacenamiento de aire comprimido envía aire comprimido por el excedente de electricidad barata a cavernas subterráneas, para liberarlo y generar energía más tarde, cuando la demanda es mayor.
La energía renovable almacenada puede sustituir a las centrales que utilizan combustibles fósiles cuando se producen picos de demanda. Las baterías a escala de red también proporcionan estabilidad y flexibilidad para acomodar más energía eólica y solar intermitente en el sistema. Las baterías domésticas, como la Tesla Powerwall, permiten a los hogares almacenar la energía solar de sus tejados. Mejorar la capacidad de almacenamiento será fundamental para facilitar la transición de la red a una energía renovable más limpia.
La infraestructura de recarga acelera la adopción de vehículos eléctricos
La adopción generalizada de los vehículos eléctricos (VE) es esencial para la transición hacia una energía limpia, ya que contribuye a reducir las emisiones y la dependencia de la gasolina. Aunque el coste de los VE está bajando, la falta de estaciones públicas de recarga convenientemente situadas disuade a muchos compradores potenciales preocupados por la autonomía adecuada. Pero las nuevas inversiones públicas y privadas pretenden ampliar rápidamente la infraestructura de VE.
La Ley Bipartidista de Infraestructuras promulgada en 2021 destina 7.500 millones de dólares a construir una red nacional de recarga de vehículos eléctricos en 5 años. Estados como California y Nueva York también están invirtiendo mucho en estaciones de recarga. Las grandes empresas están instalando cargadores para clientes y empleados. Este despliegue de la red impulsará la adopción masiva del VE, apoyada por la mejora de la autonomía y la asequibilidad. Acelerar la transición al VE mediante una cómoda disponibilidad de recarga garantiza un aire más limpio y menos emisiones.
Conectar comunidades remotas mediante energías renovables
Más de 770 millones de personas en todo el mundo siguen sin acceso a la electricidad, sobre todo en el África subsahariana y Asia en desarrollo. Las zonas remotas y rurales dependen a menudo de generadores diésel sucios o carecen por completo de electricidad. Los sistemas de minirredes renovables permiten ahora realizar instalaciones autónomas solares, eólicas e híbridas adaptadas para abastecer a comunidades aisladas de la red de forma asequible. Estos sistemas combinan generación y almacenamiento para suministrar electricidad 24/7 de forma fiable.
India pretende conectar a millones de personas que aún carecen de acceso a la red centralizada mediante microrredes solares descentralizadas. En las aldeas de Kenia, las minirredes comunitarias están sustituyendo al costoso y contaminante queroseno. Organizaciones sin ánimo de lucro como Energy Peace Partners facilitan instalaciones solares y de baterías en regiones afectadas por conflictos como Yemen y Gaza. Las energías renovables ofrecen una oportunidad única para que quienes carecen de acceso a la red eléctrica entren en la era de la energía limpia. Las minirredes llevan la energía moderna incluso a los rincones más remotos del planeta.
Mejorar la productividad y la eficiencia energética
Además de sustituir las fuentes de combustibles fósiles, utilizar la energía de forma mucho más eficiente es fundamental para reducir las emisiones y los costes. Soluciones sencillas como la iluminación LED, los termostatos inteligentes, el aislamiento y las auditorías energéticas reducen drásticamente el derroche de energía en los edificios. La modernización de la maquinaria pesada, los procesos y los electrodomésticos aumenta la productividad en toda la industria. Las ciudades están rediseñando el transporte público y los desplazamientos a pie para minimizar el consumo de combustible.
La eficiencia energética podría acercarnos a la mitad de los objetivos de reducción de las emisiones de carbono y, al mismo tiempo, ahorrar dinero. Los incentivos fiscales federales fomentan las mejoras de eficiencia para propietarios de viviendas y empresas. Las normas de ahorro de combustible de los vehículos siguen mejorando. Los códigos de construcción más estrictos exigen diseños de energía neta cero. La reducción de los costes de las energías renovables combinada con un uso muy eficiente es una receta potente para reducir las emisiones.
El papel de la energía nuclear
Hay opiniones encontradas sobre el papel de la energía nuclear en el futuro. La energía nuclear suministra alrededor del 20% de la electricidad de EE.UU. a través de casi 100 reactores, suministrando energía de base y baja en carbono. Pero persisten las preocupaciones en torno a la seguridad, la eliminación de residuos radiactivos y los riesgos de proliferación de armas. Los nuevos diseños de reactores modulares ofrecen características de seguridad inherentes y combustible de torio con menos residuos que los reactores tradicionales.
El temor a una catástrofe nuclear y el aumento de los costes han frenado recientemente los planes de expansión en Estados Unidos y Europa. Pero, con China y Rusia a la cabeza, se prevé que la capacidad nuclear mundial aumente más de un 50% de aquí a 2040. Sus defensores sostienen que la energía nuclear es vital para lograr una profunda descarbonización. Pero la atención y la financiación podrían dedicarse mejor a las energías renovables, la eficiencia y la modernización de la red. El debate nuclear continúa, aunque actualmente su crecimiento se está ralentizando en gran parte del mundo.
Eliminación progresiva de la infraestructura de gas
El gas natural emite alrededor de un 50% menos de CO2 que el carbón cuando se quema para producir electricidad, lo que contribuye a reducir las emisiones del sector energético estadounidense a medida que se cierran las centrales de carbón. Pero las fugas de metano a lo largo del proceso de producción y distribución siguen haciendo que el gas sea perjudicial para el clima. Confiar en el gas como combustible fósil «puente» no situará las emisiones en la necesaria senda de descenso pronunciado.
Las políticas que ponen fin a la autorización y financiación de nuevas infraestructuras de gas pueden dirigir la inversión hacia las energías renovables. Ciudades como Berkeley (California) han prohibido los sistemas de gas en los edificios nuevos. La prohibición de las conexiones de gas en las nuevas construcciones del Estado de Nueva York entrará en vigor en 2024. El Departamento de Agua y Electricidad de Los Ángeles pretende que un millón de clientes abandonen el gas. La eliminación progresiva de los sistemas de gas en favor de los aparatos eléctricos acelerará la transición de las empresas de servicios públicos del gas a las energías renovables.
Las carreras en tecnologías limpias ofrecen oportunidades económicas
El meteórico ascenso de las energías renovables y las tecnologías limpias ofrece interesantes perspectivas de empleo para los trabajadores y un estímulo económico a escala local. La construcción y explotación de nuevas infraestructuras de carbono cero requiere electricistas, trabajadores de la construcción, ingenieros, gestores de proyectos y muchos más. La fabricación, el transporte y la instalación de paneles solares, turbinas eólicas y baterías amplía el empleo. Se demandan mecánicos de vehículos eléctricos, técnicos de baterías, operadores de redes y auditores de eficiencia.
La transición hacia las energías limpias ofrece oportunidades en todos los estados, especialmente en las zonas rurales con potencial para nuevos parques eólicos y solares. Los salarios superan a menudo los de empleos comparables en el sector de los combustibles fósiles. Los veteranos y los trabajadores de los combustibles fósiles pueden encontrar una segunda carrera gratificante en el sector de las energías renovables. La energía limpia ofrece crecimiento del empleo y apoyo a las familias mientras construimos un futuro con bajas emisiones de carbono.
La agregación de elección comunitaria da poder a las ciudades
La agregación de elección de la comunidad (CCA) permite a los gobiernos locales adquirir energía en nombre de los residentes, mientras que la empresa de servicios públicos sigue manteniendo los sistemas de transmisión y distribución. Las CCA permiten a ciudades y condados cumplir ambiciosos objetivos de energía limpia comprando a fuentes 100% renovables. Diecinueve estados cuentan actualmente con políticas de CCA.
En California, las CCA de la zona de la bahía, Los Ángeles y San Diego ayudan a las comunidades a acceder a energía renovable asequible. Cincinnati (Ohio) se convirtió en la primera ciudad del medio oeste en crear una CCA que suministra un 100% de energía verde. Municipios de Illinois y Massachusetts han adoptado las CCA para acelerar la sostenibilidad. El control local de la compra de energía a través de las CCA libera a las ciudades de la capacidad de perseguir audaces calendarios de descarbonización, independientemente de la reticencia de las compañías eléctricas.
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Tarificación del carbono: Incentivar la reducción de emisiones
Aplicar una tasa o impuesto a las emisiones de carbono que aumente con el tiempo motiva el abandono de los combustibles fósiles en todos los sectores. Columbia Británica promulgó en 2008 un impuesto creciente sobre el carbono que ha conseguido reducir las emisiones con un crecimiento económico constante. La Iniciativa Regional de Gases de Efecto Invernadero agrupa las emisiones del sector eléctrico de nueve estados orientales para el comercio de derechos de emisión con fijación previa de límites máximos. Empresas como Disney y Microsoft ya aplican precios internos del carbono para reducir sus huellas.
Los sistemas de fijación de precios del carbono más localizados pueden dirigirse a sectores específicos de altas emisiones. Una tarificación eficaz del carbono crea incentivos claros en toda la economía para avanzar más rápidamente hacia un balance neto cero, en lugar de permitir que los emisores eludan su responsabilidad. Combinar los ingresos con descuentos para los ciudadanos aísla a los hogares de cualquier aumento indebido de los costes energéticos. Aunque sea un reto político, fijar un precio al carbono proporcional a su daño es crucial para frenar las emisiones de forma equitativa en todo el mundo.
Centrar la equidad en la transición energética
La transición a las energías renovables tiene potencial para ser una triple victoria: crear empleo, limpiar el medio ambiente y frenar el cambio climático. Pero se necesitan políticas intencionadas para garantizar que la transición no refuerce la desigualdad. Los residentes con rentas más bajas gastan una parte desproporcionada de sus ingresos en facturas energéticas. Las minorías y las comunidades rurales han sufrido un mayor impacto ambiental al vivir cerca de centrales eléctricas y emplazamientos industriales.
Una transición energética inclusiva reforzaría la contratación local selectiva, financiaría la energía solar de propiedad comunitaria en barrios desfavorecidos, mejoraría las viviendas asequibles ineficientes, ofrecería mejoras de eficiencia y transporte público subvencionados y reciclaría a los trabajadores de los combustibles fósiles para empleos verdes. Los planes energéticos y climáticos centrados en la justicia medioambiental y el acceso equitativo distribuirán los beneficios de forma más equilibrada entre razas y clases sociales. El cambio hacia las energías renovables debe ayudar a las comunidades vulnerables para que nadie se quede atrás.
Impulsar la innovación en energías limpias
Alcanzar una economía neutra en carbono dependerá de seguir mejorando las energías renovables y las tecnologías de almacenamiento y de reducir los costes. Los programas gubernamentales de investigación del Departamento de Energía de EE.UU., los laboratorios nacionales y las universidades de investigación desempeñan un papel clave en el impulso de la innovación junto con el sector privado. El aumento de la financiación en I+D e infraestructuras relacionadas con el clima para proyectos de demostración y apoyo a la comercialización aporta soluciones de vanguardia al mercado.
Áreas como los diseños nucleares avanzados, el combustible de hidrógeno generado mediante energías renovables, las turbinas eólicas flotantes en alta mar, los procesos de conversión de biocombustibles, el almacenamiento asequible de energía y la captura de carbono necesitan una invención continua para maximizar las contribuciones. El establecimiento de normas federales y estatales ambiciosas en materia de energías renovables indica a la industria que el gobierno respaldará las ideas audaces. Garantizar una reserva de tecnologías de nueva generación refuerza los esfuerzos hacia una electricidad completamente limpia.
La colaboración mundial acelera el progreso
Dado que los gases de efecto invernadero producen impactos globales independientemente de su origen, es necesario acelerar las transiciones hacia energías limpias en todo el mundo para controlar el cambio climático. La cooperación internacional puede desplegar tecnologías probadas con mayor rapidez e impulsar innovaciones prometedoras que superen los obstáculos más rápidamente gracias a la financiación común. Los cambios coordinados en las políticas también evitan que los países que retrasan la acción climática se vean recompensados con ventajas económicas, lo que penaliza a los pioneros.
Organizaciones como la Agencia Internacional de Energías Renovables facilitan la asistencia técnica y la transferencia de conocimientos de los países líderes a los países en desarrollo. La Coalición First Movers de empresas mundiales asume compromisos de contratación para abrir el mercado y catalizar las tecnologías verdes emergentes. Los acuerdos bilaterales entre países para eliminar progresivamente determinados sectores altamente emisores fijan plazos audaces para el cambio. Reconociendo nuestra responsabilidad colectiva, la colaboración multilateral permite actuar a la velocidad y escala que exige el clima.