Para resolver el problema de la escasez de combustibles fósiles, investigadores de todo el mundo están trabajando para crear y comercializar fuentes de energía alternativas. Y no nos referimos sólo a las conocidas turbinas eólicas y paneles solares. El gas y el petróleo pueden ser reemplazados por energía proveniente de algas, volcanes y pasos humanos. Recycle ha seleccionado diez de las fuentes de energía del futuro más interesantes y respetuosas con el medio ambiente.

Julios de torniquetes

Miles de personas pasan cada día por los torniquetes de entrada a las estaciones de tren. Inmediatamente, a varios centros de investigación de todo el mundo se les ocurrió la idea de utilizar el flujo de personas como un innovador generador de energía. La empresa japonesa East Japan Railway Company decidió equipar todos los torniquetes de las estaciones de ferrocarril con generadores. La instalación funciona en una estación de tren en el distrito de Shibuya de Tokio: en el suelo debajo de los torniquetes hay elementos piezoeléctricos que generan electricidad a partir de la presión y la vibración que reciben cuando la gente los pisa.

En China y los Países Bajos ya se utiliza otra tecnología de “torniquete energético”. En estos países, los ingenieros decidieron utilizar no el efecto de presionar elementos piezoeléctricos, sino el efecto de empujar las manijas o puertas de los torniquetes. El concepto de la empresa holandesa Boon Edam pasa por sustituir las puertas estándar de entrada a los centros comerciales (que suelen funcionar mediante un sistema de fotocélulas y empiezan a girar solas) por puertas que el visitante debe empujar y generar así electricidad.

Este tipo de puertas para generadores ya existen en el centro holandés Natuurcafe La Port. Cada uno de ellos produce alrededor de 4.600 kilovatios-hora de energía al año, lo que a primera vista puede parecer insignificante, pero sirve como un buen ejemplo de tecnología alternativa para generar electricidad.

Las algas calientan las casas

Las algas comenzaron a considerarse como una fuente de energía alternativa hace relativamente poco tiempo, pero la tecnología, según los expertos, es muy prometedora. Baste decir que de 1 hectárea de superficie de agua ocupada por algas se pueden obtener 150 mil metros cúbicos de biogás al año. Esto es aproximadamente igual al volumen de gas producido por un pozo pequeño y es suficiente para la vida de una pequeña aldea.

Las algas verdes son fáciles de mantener, crecen rápidamente y existen en muchas especies que utilizan la energía de la luz solar para realizar la fotosíntesis. Toda la biomasa, ya sean azúcares o grasas, se puede convertir en biocombustibles, más comúnmente bioetanol y biodiesel. Las algas son un ecocombustible ideal porque crecen en un ambiente acuático y no requieren recursos terrestres, son altamente productivas y no causan daños al medio ambiente.

Los economistas estiman que para 2018, el volumen de negocios global procedente del procesamiento de biomasa de microalgas marinas podría alcanzar unos 100 mil millones de dólares. Ya hay proyectos terminados que utilizan combustible de "algas", por ejemplo, un edificio de 15 apartamentos en Hamburgo, Alemania. Las fachadas de la casa están cubiertas con 129 acuarios de algas, que sirven como única fuente de energía para la calefacción y el aire acondicionado del edificio, denominado Casa del Cociente Bio Inteligente (BIQ).

Los badenes iluminan las calles

El concepto de generar electricidad mediante los llamados “topes de velocidad” comenzó a implementarse primero en el Reino Unido, luego en Bahréin y pronto la tecnología llegará a Rusia.Todo comenzó cuando el inventor británico Peter Hughes creó la rampa electrocinética para carreteras. La rampa consta de dos placas metálicas que se elevan ligeramente por encima de la carretera. Debajo de las placas hay un generador eléctrico que genera corriente cada vez que el coche pasa por la rampa.

Dependiendo del peso del coche, la rampa puede generar entre 5 y 50 kilovatios durante el tiempo que el coche pasa por la rampa. Estas rampas actúan como baterías y pueden suministrar electricidad a los semáforos y a las señales de tráfico iluminadas. En el Reino Unido, la tecnología ya está funcionando en varias ciudades. El método comenzó a extenderse a otros países, por ejemplo, al pequeño Bahrein.

Lo más sorprendente es que en Rusia se puede ver algo parecido. Un estudiante de Tyumen, Albert Brand, propuso la misma solución para el alumbrado público en el foro VUZPromExpo. Según los cálculos del promotor, cada día en su ciudad circulan entre 1.000 y 1.500 coches sobre los badenes. Por una “choque” de un automóvil sobre un “badín” equipado con un generador eléctrico, se generarán alrededor de 20 vatios de electricidad, lo que no dañará el medio ambiente.

Más que fútbol

Desarrollado por un grupo de graduados de Harvard que fundaron la empresa Uncharted Play, el balón Soccket puede generar suficiente electricidad para alimentar una lámpara LED durante varias horas con media hora de juego de fútbol. Soccket se considera una alternativa respetuosa con el medio ambiente a las fuentes de energía inseguras que suelen utilizar los residentes de los países subdesarrollados.

El principio detrás del almacenamiento de energía de la bola Soccket es bastante simple: la energía cinética generada al golpear la bola se transfiere a un pequeño mecanismo similar a un péndulo que impulsa un generador. El generador produce electricidad, que se almacena en la batería. La energía almacenada se puede utilizar para alimentar cualquier pequeño aparato eléctrico, por ejemplo, una lámpara de mesa con LED.

El Soccket tiene una potencia de seis vatios. La bola generadora de energía ya ha ganado el reconocimiento de la comunidad mundial: ha recibido numerosos premios, fue muy elogiada por la Iniciativa Global Clinton y también recibió elogios en la famosa conferencia TED.

La energía oculta de los volcanes

Uno de los principales avances en el desarrollo de la energía volcánica pertenece a investigadores estadounidenses de las empresas iniciadoras AltaRock Energy y Davenport Newberry Holdings. El “sujeto de prueba” fue un volcán inactivo en Oregón. El agua salada se bombea profundamente hacia las rocas, cuya temperatura es muy alta debido a la desintegración de elementos radiactivos presentes en la corteza del planeta y en el manto más caliente de la Tierra. Cuando se calienta, el agua se convierte en vapor, que se introduce en una turbina que produce electricidad.

Actualmente sólo hay dos pequeñas centrales eléctricas de este tipo en funcionamiento: en Francia y Alemania. Si la tecnología estadounidense funciona, entonces, según el Servicio Geológico de Estados Unidos, la energía geotérmica tiene el potencial de proporcionar el 50% de la electricidad que el país necesita (hoy su contribución es sólo del 0,3%).

En 2009, investigadores islandeses propusieron otra forma de utilizar los volcanes para obtener energía. Cerca de las profundidades volcánicas, descubrieron un depósito subterráneo de agua con una temperatura anormalmente alta. El agua supercaliente se encuentra en algún lugar en el límite entre el líquido y el gas y sólo existe a determinadas temperaturas y presiones.

Los científicos pudieron generar algo similar en el laboratorio, pero resultó que esa agua también se encuentra en la naturaleza, en las entrañas de la tierra. Se cree que se puede extraer diez veces más energía del agua a una “temperatura crítica” que del agua llevada a ebullición de la forma clásica.

Energía del calor humano

El principio de funcionamiento de los generadores termoeléctricos según diferencias de temperatura se conoce desde hace mucho tiempo. Pero hace sólo unos años la tecnología empezó a hacer posible utilizar el calor del cuerpo humano como fuente de energía. Un equipo de investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) ha desarrollado un generador integrado en una placa de vidrio flexible.

t Este dispositivo permitirá recargar las pulseras de fitness con el calor de una mano humana, por ejemplo, mientras se corre, cuando el cuerpo se calienta mucho y contrasta con la temperatura ambiente. El generador coreano, que mide 10 por 10 centímetros, puede producir alrededor de 40 milivatios de energía a una temperatura cutánea de 31 grados centígrados.

Una tecnología similar fue tomada como base por la joven Ann Makosinski, quien inventó una linterna que se carga a partir de la diferencia de temperatura entre el aire y el cuerpo humano. El efecto se explica por el uso de cuatro elementos Peltier: su característica es la capacidad de generar electricidad cuando se calientan por un lado y se enfrían por el otro.

Como resultado, la linterna de Ann produce una luz bastante brillante, pero no requiere baterías recargables. Para que funcione, sólo se necesita una diferencia de temperatura de apenas cinco grados entre el grado de calentamiento de la palma de una persona y la temperatura de la habitación.

Pasos para losas de pavimento inteligentes

En cualquier punto de una de las calles más transitadas se pueden dar hasta 50.000 pasos al día. La idea de utilizar el tráfico peatonal para convertir de manera útil los pasos en energía se implementó en un producto desarrollado por Lawrence Kemball-Cook, director de Pavegen Systems Ltd del Reino Unido. Un ingeniero ha creado losas que generan electricidad a partir de la energía cinética de los peatones.

El dispositivo de esta innovadora loseta está hecho de un material flexible e impermeable que se dobla unos cinco milímetros al presionarlo. Esto a su vez crea energía, que el mecanismo convierte en electricidad. Los vatios acumulados se almacenan en una batería de polímero de litio o se utilizan directamente para iluminar paradas de autobús, escaparates y señales.

La baldosa Pavegen en sí se considera completamente respetuosa con el medio ambiente: su cuerpo está hecho de un grado especial de acero inoxidable y un polímero reciclado con bajo contenido de carbono. La superficie superior está hecha de neumáticos usados, lo que hace que las baldosas sean duraderas y muy resistentes a la abrasión.

Durante los Juegos Olímpicos de Verano de 2012 en Londres, se instalaron baldosas en muchas calles turísticas. En dos semanas lograron obtener 20 millones de julios de energía. Esto fue más que suficiente para operar el alumbrado público de la capital británica.

Carga de bicicletas para smartphones

Para recargar tu reproductor, teléfono o tablet no necesitas tener una toma de corriente a mano. A veces todo lo que necesitas hacer es girar los pedales. Así, la empresa americana Cycle Atom ha lanzado al mercado un dispositivo que permite cargar una batería externa mientras se pedalea y posteriormente recargar dispositivos móviles.

El producto, llamado Siva Cycle Atom, es un generador de bicicleta liviano con una batería de litio diseñado para alimentar casi cualquier dispositivo móvil que tenga un puerto USB. Este mini generador se puede instalar en la mayoría de los cuadros de bicicletas normales en cuestión de minutos. La batería en sí se puede quitar fácilmente para cargar posteriormente los dispositivos. El usuario practica deportes y pedalea, y al cabo de un par de horas su smartphone ya está cargado a 100 céntimos.

Nokia, por su parte, también presentó al gran público un gadget que se acopla a una bicicleta y permite convertir el pedaleo en una forma de generar energía respetuosa con el medio ambiente. El kit de cargador de bicicleta Nokia incluye una dinamo, un pequeño generador eléctrico que utiliza la energía de la rotación de las ruedas de la bicicleta para cargar el teléfono a través del conector estándar de 2 mm que se encuentra en la mayoría de los teléfonos Nokia.

Beneficios de las aguas residuales

Cualquier gran ciudad vierte diariamente cantidades gigantescas de aguas residuales en cuerpos de agua abiertos, contaminando el ecosistema. Parecería que el agua envenenada por aguas residuales ya no puede ser útil para nadie, pero no es así: los científicos han descubierto una manera de crear pilas de combustible a partir de ella.

Uno de los pioneros de la idea fue el profesor Bruce Logan de la Universidad Estatal de Pensilvania. El concepto general es muy difícil de comprender para un no especialista y se basa en dos pilares: el uso de pilas de combustible bacterianas y la instalación de la llamada electrodiálisis inversa. Las bacterias oxidan la materia orgánica de las aguas residuales y producen electrones en el proceso, creando una corriente eléctrica.

Para generar electricidad se puede utilizar casi cualquier tipo de material de desecho orgánico: no sólo aguas residuales, sino también desechos animales, así como subproductos de las industrias vitivinícola, cervecera y láctea. En cuanto a la electrodiálisis inversa, aquí funcionan generadores eléctricos, divididos en células por membranas y que extraen energía de la diferencia de salinidad de dos corrientes líquidas mezcladas.

Energía "de papel"

El fabricante japonés de productos electrónicos Sony ha desarrollado y presentado en la Exposición de Productos Verdes de Tokio un biogenerador capaz de generar electricidad a partir de papel finamente picado. La esencia del proceso es la siguiente: para aislar la celulosa (es una larga cadena de glucosa y azúcar que se encuentra en las plantas verdes), se necesita cartón corrugado.

La cadena se rompe con la ayuda de enzimas y la glucosa resultante es procesada por otro grupo de enzimas, con la ayuda de las cuales se liberan iones de hidrógeno y electrones libres. Los electrones se envían a través de un circuito externo para generar electricidad. Se supone que una instalación de este tipo, al procesar una hoja de papel de 210 por 297 mm, puede generar aproximadamente 18 W por hora (aproximadamente la misma cantidad de energía producida por 6 baterías AA).

El método es respetuoso con el medio ambiente: una ventaja importante de esta "batería" es la ausencia de metales y compuestos químicos nocivos. Aunque por el momento la tecnología aún está lejos de comercializarse: la electricidad generada es bastante pequeña: sólo alcanza para alimentar pequeños dispositivos portátiles.

Energía alternativa: ¿Existe alguna posibilidad?

Esto no es un mito. Y, por supuesto, las energías alternativas son más limpias en comparación con las fuentes de energía tradicionales: el petróleo y el gas. Aunque a empresas como BP, Exxon y otras corporaciones productoras de petróleo que se benefician del alto costo de los combustibles fósiles probablemente les gustaría que pensáramos de manera diferente. Los combustibles fósiles del planeta tienen 275 millones de años. Pero ha llegado el momento de retirar los populares pero muy tóxicos recursos del planeta para cambiar a fuentes respetuosas con el medio ambiente. Aquí hay diez tipos de energía alternativa que tarde o temprano destruirán la industria petrolera del planeta.

Hoy en día, el consumo de energía primaria del mundo proviene de tres formas de carbono fósil: carbón, petróleo y gas natural. El mundo entero extrae y quema el 87 por ciento de este tipo de combustible como energía.

Pero el verdadero coste de quemar fuentes de energía sucias es la ecología de todo el planeta. Y los líderes mundiales comprenden la importancia. Es por eso que muchos países de todo el mundo están desarrollando gradualmente la producción de energía a partir de nuevas fuentes respetuosas con el medio ambiente.

Además, la necesidad de desarrollar energías alternativas está asociada a una reducción de las reservas globales. Por supuesto, en este momento estamos viendo un aumento temporal de los inventarios. Pero esto se debe a una disminución de la demanda debido a la inestabilidad financiera de muchas economías en todo el mundo. Pero pronto la caída de las acciones continuará en progresión geométrica. Es inevitable. Por supuesto, hay muchos más yacimientos petrolíferos en todo el mundo. Sin embargo, se están agotando a una velocidad tremenda. La matemática es simple: debido al aumento del consumo de petróleo en el futuro en menos de cien años.

Los combustibles fósiles tardan millones de años en formar exactamente la fórmula química que nos permite ahora, extrayendo petróleo, carbón o gas sin coste particular, quemar combustible para obtener energía barata. Desafortunadamente, la humanidad no puede crear artificialmente estos carbonos fósiles. Si el mundo no reduce su dependencia de este tipo de combustible en los próximos años, en menos de 100 años el mundo se quedará completamente sin tipos de energía tradicionales.

Pero ya se ha comenzado a desarrollar fuentes de energía alternativas. Según los expertos, en 2035 abastecerán al planeta de energía en un nivel del 25 por ciento. Pero esto no es nada a escala global.

Y esto tiene en cuenta el hecho de que, muy probablemente, tarde o temprano, la humanidad también comenzará a abandonar la energía nuclear. Por ejemplo, como resultado de los desastres ocurridos en la central nuclear de Chernobyl, el mundo se enfrentó a una lluvia radiactiva que sufrió todo el planeta. Por eso, en muchos países del mundo, muchos políticos se pronuncian cada vez más a favor del abandono de las centrales nucleares.

Increíblemente, son más dañinas que la energía nuclear. Esto es lo que impulsa el desarrollo de fuentes de energía alternativas y renovables. ¿Por qué gastar miles de millones para dañar a todo el planeta cuando se puede utilizar energía natural procedente de fuentes renovables como el sol, el viento, los ríos y los océanos?

10) energía eólica

Es natural. Si hay oxígeno, atmósfera, etc. es decir, el movimiento de masas de aire. Y el viento no abandonará nuestro planeta durante los próximos millones de años. El viento no agota la capa de ozono del planeta. El viento no tiene dueño. Por cierto, durante los últimos siglos, a la humanidad no se le ha ocurrido nada nuevo para utilizar el viento. Durante siglos, la gente ha utilizado molinos de viento para impulsar la maquinaria de procesamiento de granos.

El principio de extraer energía del viento sigue siendo el mismo. Además, hasta la década de 1980, nadie en el mundo intentó crear una instalación que ayudara a producir energía eólica a escala industrial. Pero después de 1980, las primeras plantas de energía eólica comenzaron a ponerse en funcionamiento en Estados Unidos.

Actualmente hay más de 13.000 turbinas eólicas en Estados Unidos que generan energía limpia. En EE.UU. se utilizan pequeñas turbinas eólicas que pueden generar hasta 100 kW y proporcionar a los hogares la energía necesaria.

También en Estados Unidos se utilizan turbinas eólicas terrestres para recolectar energía del viento que fluye sobre los océanos. Además, en las zonas rurales son habituales los generadores eólicos, colocados en los campos.

A partir de 2016, esta es la mayor cantidad en los Estados Unidos. Unos 6 céntimos por 1 kWh. Otra ventaja de la energía eólica es la necesidad de utilizar agua para producir electricidad, lo cual es importante dada la escasez de agua natural a escala global.

9) Hidroelectricidad

Las centrales hidroeléctricas son muy populares en todo el mundo. Es de destacar que en algunos países las centrales hidroeléctricas proporcionan a la población el 75 por ciento de la energía necesaria.

Por ejemplo, la represa hidroeléctrica de Itaipú (Paraguay) cubre el 90 por ciento de las necesidades energéticas del país. Además, esta planta suministra energía a Brasil, suministrando el 20 por ciento de la electricidad que necesita todo Brasil. La energía de las turbinas hidráulicas representa el 10 por ciento de toda la capacidad hidroeléctrica del mundo.

La primera gran central hidroeléctrica se inauguró en las Cataratas del Niágara, en la frontera entre Estados Unidos y Canadá, en 1879. La presa proporciona generación de energía más limpia.

Actualmente, el coste de la energía hidroeléctrica es menos de la mitad del coste de la energía producida a partir de paneles solares y tres veces menor que el coste.

Además, la energía hidroeléctrica tiene una mayor eficiencia que la quema de carbón y gas. Por ejemplo, la eficiencia es del 50 por ciento, cuando la eficiencia de una central hidroeléctrica es del 90 por ciento. Además, casi toda el agua utilizada para hacer funcionar las turbinas eléctricas se devuelve al almacenamiento de reserva.

8) energía solar

No es nuevo. El científico suizo Horace de Saussure construyó el primer dispositivo en 1767, que utilizaba energía térmica para calentar agua para lavar y cocinar. Clarence Kemp patentó el primer calentador de agua solar en 1891.

Debido a la crisis del petróleo en los años 70, se inició en el mundo un movimiento para explorar energías alternativas.

A pesar de la caída de los precios del petróleo durante las siguientes dos décadas, la investigación continuó y finalmente dio sus frutos. En 2014, el coste de la energía solar era un 99 por ciento menor que en 1977. Esto hace que la energía solar sea una opción viable.

Los paneles solares modernos no tienen partes móviles que puedan fallar con frecuencia. También requieren un mantenimiento mínimo y tienen una vida útil de 20 a 30 años. Dentro de unos años, el coste de instalación de paneles solares se reducirá a la mitad.

Así que en el futuro veremos ventanas con paneles solares, paredes, carreteras, coches, aviones, barcos, trenes y mucho más que podrán recibir energía del sol.

7) Bioenergía

Es una fuente de energía obtenida de organismos biológicos. Por ejemplo, las plantas absorben directamente la energía del sol mediante la fotosíntesis. Los animales que comen plantas obtienen energía a través de alimentos que ya contienen energía del sol. Este sentido natural de transferencia de energía ha permitido a los científicos del planeta encontrar una forma en que la energía de las plantas puede beneficiar a la humanidad.

La energía de la biomasa orgánica es una fuente renovable que podemos almacenar y reutilizar.

Los biocombustibles líquidos ya se utilizan ampliamente en todo el mundo. Hay dos tipos de biocombustibles: los que se añaden al combustible convencional.

Los biocombustibles sólidos se forman a partir de subproductos agrícolas como tallos de maíz, cáscaras de arroz y otras materias vegetales compatibles.

Los biocombustibles reducen los residuos agrícolas y proporcionan energía sostenible y segura para vehículos, electricidad y calor.

6) energía geotérmica

La energía geotérmica proviene del núcleo de la Tierra. Los científicos estiman que la temperatura en el núcleo supera los 5.000 grados centígrados. Las capas rocosas de la Tierra conducen el calor, que finalmente llega a la superficie del planeta. Esta energía geotérmica seguirá fluyendo hacia la superficie de la tierra durante muchísimo tiempo. La energía seguirá fluyendo incluso cuando no queden combustibles fósiles en el planeta.

En Islandia, los GeoPP ya representan el 25 por ciento del consumo de energía del país. Para generar electricidad a más de 1,5 kilómetros de profundidad, un equipo especial eleva vapor y agua caliente y los dirige a turbinas, que generan energía.

5) energía mareomotriz

Las turbinas mareomotrices utilizan la poderosa fuerza polar de las mareas para generar electricidad. La única desventaja de este tipo de energía es la incapacidad de predecir la fuerza de la energía de las mareas. Pero la energía solar y eólica también depende de las condiciones climáticas y de la época del año. Es decir, ni la fuerza de la marea, ni la energía solar o eólica pueden permitir a los ingenieros energéticos determinar con precisión de antemano cuánta energía puede generar tal o cual equipo en un determinado período de tiempo. Es cierto que en los últimos años han aparecido equipos capaces de recolectar energía de las corrientes costeras y submarinas, lo que se puede predecir y, en consecuencia, se puede calcular la energía recibida de antemano.

4) Energía de las olas

La energía hidroeléctrica oceánica no se limita a la energía de las mareas y las corrientes submarinas. Por ejemplo, como te puede decir cualquier surfista, la energía de las olas es algo increíble. Y las olas realmente grandes pueden producir buena energía. Las olas se forman cuando el viento sopla justo por encima de la superficie del agua.

Para recolectar la energía de las olas se utilizan dispositivos flotantes que transmiten la electricidad a través de cables eléctricos a la costa o a instalaciones especiales de almacenamiento de energía que flotan a la deriva.

En 2008, Portugal probó la primera granja de energía marina (almacenamiento de energía flotante) del mundo, situada a cinco kilómetros de la costa.

3) energía del hidrógeno

La energía del hidrógeno proporciona más energía que la gasolina y el diésel a los vehículos. Sí, el hidrógeno se extrae químicamente de los combustibles fósiles. Pero no libera gases ni destruye el ozono. Con determinadas tecnologías, el hidrógeno es una fuente limpia de combustión de combustible.

Actualmente, para aprovechar todo el poder del hidrógeno, las centrales eléctricas de hidrógeno utilizan productos químicos auxiliares como carbón, gas natural y otros carbonos fósiles para impulsar la turbina necesaria para crear energía limpia. Pero la turbina de hidrógeno pronto funcionará con energía solar en lugar de combustibles fósiles, eliminando la necesidad de quemar combustible sucio.

2) Sitios combinados de energía solar, eólica y biocombustibles

Sol, viento y bioenergía en un solo lugar. Esto, según los científicos, maximizará la recolección de energía. Esto requiere grandes áreas para acomodar equipos capaces de recolectar energía eólica, solar y bioenergía en un solo sitio.

La combinación de estos recursos renovables aumenta la cantidad de generación de energía alternativa y también permite el uso de diferentes combinaciones de fuentes alternativas. Por ejemplo, la producción de energía eólica y solar se ve limitada durante el mal tiempo. Pero con el uso combinado de varios tipos de energía, permite generar electricidad las 24 horas del día, independientemente del clima, etc.

1) energía cinética

Todas las personas generan energía a través del movimiento. Por ejemplo, si andas en bicicleta, ganas energía cinética. Existe una enorme cantidad de energía cinética que no se utiliza en el mundo. Quizás algún día en el futuro, todas las ciudades importantes del mundo tendrán adoquines y otras superficies peatonales equipadas con equipos que puedan capturar la energía cinética que creamos cuando caminamos o corremos.

Por ejemplo, ya se han creado adoquines similares. Y el experimento demostró que si colocas estos azulejos en una calle concurrida o en el metro, durante el día puedes recolectar la energía necesaria para alimentar un pequeño centro comercial durante 12 horas.

La energía alternativa son formas no tradicionales de obtener, transmitir y utilizar energía. También conocida como energía "verde". Las fuentes alternativas se refieren a recursos renovables (como agua, luz solar, viento, energía de las olas, fuentes geotérmicas, combustión no convencional de combustibles renovables).

Basado en tres principios:

1. Renovabilidad.
2. Respetuoso con el medio ambiente.
3. Económico.

Las energías alternativas deben resolver varios problemas urgentes en el mundo: el desperdicio de recursos minerales y la liberación de dióxido de carbono a la atmósfera (esto ocurre con los métodos estándar de producción de energía a través de gas, petróleo, etc.), lo que conlleva calentamiento global, cambios irreversibles. en el medio ambiente y efecto invernadero.

Desarrollo de energías alternativas.

La dirección se considera nueva, aunque ya en el siglo XVIII se intentó utilizar la energía eólica, hídrica y solar. En 1774 se publicó el primer trabajo científico sobre ingeniería hidráulica, “Arquitectura hidráulica”. El autor de la obra es el ingeniero francés Bernard Forest de Belidor. Después de la publicación del trabajo, el desarrollo de la dirección verde se congeló durante casi 50 años.

• 1846 - primer aerogenerador, diseñador - Paul la Cour.
• 1861: patente para la invención de una planta de energía solar.
• 1881: construcción de una central hidroeléctrica en las Cataratas del Niágara.
• 1913: construcción de la primera estación geotérmica, ingeniero italiano Piero Ginori Conti.
• 1931: construcción del primer parque eólico industrial en Crimea.
• 1957: instalación en los Países Bajos de una potente turbina eólica (200 kW), conectada a la red estatal.
• 1966 - construcción de la primera central generadora de energía a partir de las olas (Francia).

Las energías alternativas recibieron un nuevo impulso para el desarrollo durante la grave crisis de los años 1970. Desde los años 90 hasta principios del siglo XXI se registró en el mundo un número crítico de accidentes en centrales eléctricas, lo que se convirtió en un incentivo adicional para el desarrollo de la energía verde.

Energía alternativa en Rusia

La proporción de energías alternativas en nuestro país es aproximadamente del 1% (según el Ministerio de Energía). Para 2020 está previsto aumentar esta cifra hasta el 4,5%. El desarrollo de la energía verde se llevará a cabo no sólo con fondos gubernamentales. La Federación de Rusia atrae a empresarios privados y promete un pequeño reembolso (2,5 kopeks por 1 kW por hora) a aquellos empresarios que estén estrechamente involucrados en desarrollos alternativos.

El potencial para el desarrollo de la energía verde en la Federación de Rusia es enorme:

• las costas del océano y del mar, Sakhalin, Kamchatka, Chukotka y otros territorios, debido a su baja población y desarrollo, pueden utilizarse como fuentes de energía eólica;
• Las fuentes de energía solar en total exceden la cantidad de recursos que se producen mediante el procesamiento de petróleo y gas; los más favorables a este respecto son los territorios de Krasnodar y Stavropol, el Lejano Oriente, el Cáucaso Norte, etc.

(La mayor planta de energía solar en Altai, Rusia)

En los últimos años, la financiación para esta industria ha disminuido: el nivel de 333 mil millones de rublos se redujo a 700 millones. Esto se debe a la crisis económica mundial y la presencia de problemas urgentes. Por el momento, las energías alternativas no son una prioridad en la industria rusa.

Energía alternativa en países de todo el mundo.

(Generadores de viento en Dinamarca)

La energía hidroeléctrica se está desarrollando de manera más dinámica (debido a la disponibilidad de recursos hídricos). Las energías eólica y solar están muy por detrás, aunque algunos países optan por avanzar en estas direcciones.

Así, con la ayuda de aerogeneradores se produce energía (de la cantidad total):

• el 28% en Dinamarca;
• el 19% en Portugal;
• el 16% en España;
• 15% en Irlanda.

La demanda de energía solar es inferior a la oferta: la mitad de las fuentes que los productores pueden suministrar están instaladas.

(Planta de energía solar en Alemania)

TOP-5 líderes en la producción de energía verde (datos del portal Vesti.ru):

1. EE.UU. (24,7%) - (todo tipo de recursos, la luz solar es la más implicada).
2. Alemania: 11,7% (todo tipo de recursos alternativos).
3. España: 7,8% (fuentes eólicas).
4. China: 7,6% (todo tipo de fuentes, la mitad de ellas energía eólica).
5. Brasil: 5% (biocombustibles, fuentes solares y eólicas).

(La mayor planta de energía solar de España)

Uno de los problemas más difíciles de resolver es el financiero. A menudo resulta más barato utilizar fuentes de energía tradicionales que instalar equipos nuevos. Una de las soluciones potencialmente positivas a este problema es un fuerte aumento de los precios de la electricidad, el gas, etc., para obligar a la gente a ahorrar y, con el tiempo, cambiar por completo a fuentes alternativas.

Las previsiones de desarrollo varían ampliamente. Así, la Asociación de Energía Eólica promete que hasta 2020 la proporción de energía verde aumentará hasta el 12%, y EREC supone que en 2030 ya el 35% del consumo energético mundial procederá de fuentes renovables.

En los últimos años, las energías alternativas se han convertido en objeto de intenso interés y acalorados debates. Amenazados por el cambio climático y el hecho de que las temperaturas globales promedio continúan aumentando cada año, el deseo de encontrar formas de energía que reduzcan la dependencia de los combustibles fósiles, el carbón y otros procesos contaminantes ha aumentado naturalmente.

Si bien la mayoría de los conceptos no son nuevos, sólo en las últimas décadas el tema finalmente se volvió relevante. Gracias a las mejoras en la tecnología y la producción, el costo de la mayoría de las formas de energía alternativa ha disminuido mientras que la eficiencia ha aumentado. ¿Qué es la energía alternativa, en términos simples y comprensibles, y cuál es la probabilidad de que se convierta en algo común?

Es evidente que aún existe cierto debate sobre qué significa "energía alternativa" y a qué se puede aplicar la frase. Por un lado, el término puede aplicarse a formas de energía que no aumentan la huella de carbono de la humanidad. Por tanto, puede incluir instalaciones nucleares, centrales hidroeléctricas e incluso gas natural y “carbón limpio”.

Por otro lado, el término también se utiliza para referirse a lo que ahora se consideran métodos energéticos no tradicionales: solar, eólica, geotérmica, biomasa y otras incorporaciones recientes. Este tipo de clasificación excluye métodos de extracción de energía como la energía hidroeléctrica, que existen desde hace más de cien años y son bastante comunes en algunas regiones del mundo.

Otro factor es que las fuentes de energía alternativas deben ser “limpias” y no producir contaminantes nocivos. Como se señaló, esto se refiere con mayor frecuencia al dióxido de carbono, pero también puede referirse a otras emisiones: monóxido de carbono, dióxido de azufre, óxido de nitrógeno y otras. Según estos parámetros, la energía nuclear no se considera una fuente de energía alternativa porque produce residuos radiactivos, que son altamente tóxicos y deben almacenarse adecuadamente.

Sin embargo, en todos los casos, el término se utiliza para referirse a los tipos de energía que reemplazarán a los combustibles fósiles y al carbón como forma dominante de producción de energía en la próxima década.

Tipos de fuentes de energía alternativas
Estrictamente hablando, existen muchos tipos de energías alternativas. Nuevamente, aquí es donde las definiciones se vuelven confusas porque en el pasado, la “energía alternativa” se usaba para describir métodos que no se consideraban convencionales o razonables de usar. Pero si tomamos la definición de manera amplia, incluirá algunos o todos estos puntos:

Energía hidroeléctrica. Es la energía que producen las represas hidroeléctricas cuando el agua que cae y fluye (en ríos, canales, cascadas) pasa por un dispositivo que hace girar turbinas y genera electricidad.

La energía nuclear. Energía que se produce durante reacciones de fisión lentas. Las barras de uranio u otros elementos radiactivos calientan el agua, convirtiéndola en vapor, y el vapor hace girar turbinas, generando electricidad.

Energía que se obtiene directamente del Sol; (que normalmente consisten en un sustrato de silicio dispuesto en grandes matrices) convierten los rayos del sol directamente en energía eléctrica. En algunos casos, el calor producido por la luz solar se utiliza para producir electricidad, esto se conoce como energía solar térmica.

Energía eólica. Energía generada por el flujo de aire; Las turbinas eólicas gigantes giran bajo la influencia del viento y generan electricidad.

Energía geotérmica. Esta energía proviene del calor y el vapor producido por la actividad geológica en la corteza terrestre. En la mayoría de los casos, las tuberías se colocan en el suelo sobre áreas geológicamente activas para hacer pasar vapor a través de turbinas, generando así electricidad.

Energía de las mareas. Las corrientes de marea cercanas a las costas también se pueden utilizar para generar electricidad. El cambio diario de mareas hace que el agua fluya hacia adelante y hacia atrás a través de las turbinas. La electricidad se genera y transmite a centrales eléctricas terrestres.

Biomasa. Esto se aplica a los combustibles que se obtienen de plantas y fuentes biológicas: etanol, glucosa, algas, hongos, bacterias. Podrían sustituir a la gasolina como fuente de combustible.

Hidrógeno. Energía obtenida de procesos que involucran gas hidrógeno. Estos incluyen convertidores catalíticos, en los que las moléculas de agua se rompen y se reúnen mediante electrólisis; pilas de combustible de hidrógeno, que utilizan gas para impulsar un motor de combustión interna o impulsar una turbina calentada; o la fusión nuclear, en la que los átomos de hidrógeno se fusionan en condiciones controladas, liberando cantidades increíbles de energía.

Fuentes de energía alternativas y renovables
En muchos casos, las fuentes de energía alternativas también son renovables. Sin embargo, los términos no son completamente intercambiables ya que muchas formas de fuentes de energía alternativas dependen de un recurso limitado. Por ejemplo, la energía nuclear depende del uranio u otros elementos pesados ​​que primero deben extraerse.

Al mismo tiempo, la energía eólica, solar, mareomotriz, geotérmica e hidroeléctrica depende de fuentes completamente renovables. Los rayos del sol son la fuente de energía más abundante de todas y, aunque limitados por el clima y la hora del día, son inagotables desde el punto de vista industrial. El viento también llegó para quedarse, gracias a los cambios de presión en nuestra atmósfera y a la rotación de la Tierra.

Desarrollo
Actualmente, las energías alternativas aún están en su juventud. Pero este panorama está cambiando rápidamente bajo la influencia de presiones políticas, desastres ambientales mundiales (sequías, hambrunas, inundaciones) y mejoras en las tecnologías de energía renovable.

Por ejemplo, en 2015, las necesidades energéticas del mundo todavía se cubrían predominantemente con carbón (41,3%) y gas natural (21,7%). Las centrales hidroeléctricas y la energía nuclear representaron el 16,3% y el 10,6% respectivamente, mientras que las “fuentes de energía renovables” (solar, eólica, biomasa, etc.) representaron sólo el 5,7%.

Esto ha cambiado drásticamente desde 2013, cuando el consumo mundial de petróleo, carbón y gas natural era del 31,1%, 28,9% y 21,4% respectivamente. La energía nuclear y la hidroeléctrica representaron el 4,8% y el 2,45%, mientras que las energías renovables representaron sólo el 1,2%.

Además, ha habido un aumento en el número de acuerdos internacionales para frenar el uso de combustibles fósiles y desarrollar fuentes de energía alternativas. Por ejemplo, la Directiva de Energías Renovables, firmada por la Unión Europea en 2009, que fijó objetivos de uso de energías renovables para todos los países miembros para 2020.

En esencia, este acuerdo exige que la UE satisfaga al menos el 20% de sus necesidades energéticas totales con energía renovable para 2020 y al menos el 10% de los combustibles para el transporte. En noviembre de 2016, la Comisión Europea revisó estos objetivos y fijó un consumo mínimo del 27% de energía renovable para 2030.

Algunos países se han convertido en líderes en el desarrollo de energías alternativas. Por ejemplo, en Dinamarca, la energía eólica cubre hasta el 140% de las necesidades eléctricas del país; el excedente se suministra a los países vecinos, Alemania y Suecia.

Islandia, gracias a su ubicación en el Atlántico Norte y a sus volcanes activos, alcanzó ya en 2012 una dependencia del 100% de las energías renovables mediante una combinación de energía hidroeléctrica y geotérmica. En 2016, Alemania adoptó una política para eliminar gradualmente su dependencia del petróleo y la energía nuclear.

Las perspectivas a largo plazo para las energías alternativas son extremadamente positivas. Según un informe de 2014 de la Agencia Internacional de Energía (AIE), la energía solar fotovoltaica y la energía solar térmica representarán el 27% de la demanda mundial en 2050, lo que la convertirá en la mayor fuente de energía. Quizás, gracias a los avances en la fusión, las fuentes de combustibles fósiles quedarán irremediablemente obsoletas para 2050.

Ecología del consumo. Ciencia y tecnología: Si bien la mayoría de los conceptos de energía alternativa no son nuevos, sólo en las últimas décadas este tema finalmente se volvió relevante. Gracias a las mejoras en la tecnología y la producción, el costo de la mayoría de las formas de energía alternativa ha disminuido mientras que la eficiencia ha aumentado.

En los últimos años, las energías alternativas se han convertido en objeto de intenso interés y acalorados debates. Amenazados por el cambio climático y el hecho de que las temperaturas globales promedio continúan aumentando cada año, el deseo de encontrar formas de energía que reduzcan la dependencia de los combustibles fósiles, el carbón y otros procesos contaminantes ha aumentado naturalmente.

Si bien la mayoría de los conceptos de energía alternativa no son nuevos, sólo en las últimas décadas el tema finalmente se volvió relevante. Gracias a las mejoras en la tecnología y la producción, el costo de la mayoría de las formas de energía alternativa ha disminuido mientras que la eficiencia ha aumentado. ¿Qué es la energía alternativa, en términos simples y comprensibles, y cuál es la probabilidad de que se convierta en algo común?

Claramente, aún existe cierto debate sobre qué significa "energía alternativa" y a qué se puede aplicar la frase. Por un lado, el término puede aplicarse a formas de energía que no aumentan la huella de carbono de la humanidad. Por tanto, puede incluir instalaciones nucleares, centrales hidroeléctricas e incluso gas natural y “carbón limpio”.

Por otro lado, el término también se utiliza para referirse a lo que ahora se consideran métodos energéticos no tradicionales: solar, eólica, geotérmica, biomasa y otras incorporaciones recientes. Este tipo de clasificación excluye métodos de extracción de energía como la energía hidroeléctrica, que existen desde hace más de cien años y son bastante comunes en algunas regiones del mundo.

Otro factor es que las fuentes de energía alternativas deben ser “limpias” y no producir contaminantes nocivos. Como se señaló, esto se refiere con mayor frecuencia al dióxido de carbono, pero también puede referirse a otras emisiones: monóxido de carbono, dióxido de azufre, óxido de nitrógeno y otras. Según estos parámetros, la energía nuclear no se considera una fuente de energía alternativa porque produce residuos radiactivos, que son altamente tóxicos y deben almacenarse adecuadamente.

Sin embargo, en todos los casos, el término se utiliza para referirse a los tipos de energía que reemplazarán a los combustibles fósiles y al carbón como forma dominante de producción de energía en la próxima década.

Tipos de fuentes de energía alternativas

Estrictamente hablando, existen muchos tipos de energías alternativas. Nuevamente, aquí es donde las definiciones se vuelven confusas porque en el pasado, la “energía alternativa” se usaba para describir métodos que no se consideraban convencionales o razonables de usar. Pero si tomamos la definición de manera amplia, incluirá algunos o todos estos puntos:

Energía hidroeléctrica. Es la energía que producen las represas hidroeléctricas cuando el agua que cae y fluye (en ríos, canales, cascadas) pasa por un dispositivo que hace girar turbinas y genera electricidad.

La energía nuclear. Energía que se produce durante reacciones de fisión lentas. Las barras de uranio u otros elementos radiactivos calientan el agua, convirtiéndola en vapor, y el vapor hace girar turbinas, generando electricidad.

Energía solar. Energía que se obtiene directamente del Sol; Las células fotovoltaicas (que normalmente consisten en un sustrato de silicio dispuesto en grandes matrices) convierten los rayos del sol directamente en energía eléctrica. En algunos casos, el calor producido por la luz solar se utiliza para producir electricidad, esto se conoce como energía solar térmica.

Energía eólica. Energía generada por el flujo de aire; Las turbinas eólicas gigantes giran bajo la influencia del viento y generan electricidad.

Energía geotérmica. Esta energía proviene del calor y el vapor producido por la actividad geológica en la corteza terrestre. En la mayoría de los casos, las tuberías se colocan en el suelo sobre áreas geológicamente activas para hacer pasar vapor a través de turbinas, generando así electricidad.

Energía de las mareas. Las corrientes de marea cercanas a las costas también se pueden utilizar para generar electricidad. El cambio diario de mareas hace que el agua fluya hacia adelante y hacia atrás a través de las turbinas. La electricidad se genera y transmite a centrales eléctricas terrestres.

Biomasa. Esto se aplica a los combustibles que se obtienen de plantas y fuentes biológicas: etanol, glucosa, algas, hongos, bacterias. Podrían sustituir a la gasolina como fuente de combustible.

Hidrógeno. Energía obtenida de procesos que involucran gas hidrógeno. Estos incluyen convertidores catalíticos, en los que las moléculas de agua se rompen y se reúnen mediante electrólisis; pilas de combustible de hidrógeno, que utilizan gas para impulsar un motor de combustión interna o impulsar una turbina calentada; o la fusión nuclear, en la que los átomos de hidrógeno se fusionan en condiciones controladas, liberando cantidades increíbles de energía.

Fuentes de energía alternativas y renovables

En muchos casos, las fuentes de energía alternativas también son renovables. Sin embargo, los términos no son completamente intercambiables ya que muchas formas de fuentes de energía alternativas dependen de un recurso limitado. Por ejemplo, la energía nuclear depende del uranio u otros elementos pesados ​​que primero deben extraerse.

Al mismo tiempo, la energía eólica, solar, mareomotriz, geotérmica e hidroeléctrica depende de fuentes completamente renovables. Los rayos del sol son la fuente de energía más abundante de todas y, aunque limitados por el clima y la hora del día, son inagotables desde el punto de vista industrial. El viento tampoco desaparece gracias a los cambios de presión en nuestra atmósfera y a la rotación de la Tierra.

Actualmente, las energías alternativas aún están en su juventud. Pero este panorama está cambiando rápidamente bajo la influencia de presiones políticas, desastres ambientales mundiales (sequías, hambrunas, inundaciones) y mejoras en las tecnologías de energía renovable.

Por ejemplo, en 2015, las necesidades energéticas del mundo todavía se cubrían predominantemente con carbón (41,3%) y gas natural (21,7%). Las centrales hidroeléctricas y la energía nuclear representaron el 16,3% y el 10,6% respectivamente, mientras que las “fuentes de energía renovables” (solar, eólica, biomasa, etc.) representaron sólo el 5,7%.

Esto ha cambiado drásticamente desde 2013, cuando el consumo mundial de petróleo, carbón y gas natural era del 31,1%, 28,9% y 21,4% respectivamente. La energía nuclear y la hidroeléctrica representaron el 4,8% y el 2,45%, mientras que las energías renovables representaron sólo el 1,2%.

Además, ha habido un aumento en el número de acuerdos internacionales para frenar el uso de combustibles fósiles y desarrollar fuentes de energía alternativas. Por ejemplo, la Directiva de Energías Renovables, firmada por la Unión Europea en 2009, que fijó objetivos de uso de energías renovables para todos los países miembros para 2020.

En esencia, este acuerdo exige que la UE satisfaga al menos el 20% de sus necesidades energéticas totales con energía renovable para 2020 y al menos el 10% de los combustibles para el transporte. En noviembre de 2016, la Comisión Europea revisó estos objetivos y fijó un consumo mínimo del 27% de energía renovable para 2030.

Algunos países se han convertido en líderes en el desarrollo de energías alternativas. Por ejemplo, en Dinamarca, la energía eólica cubre hasta el 140% de las necesidades eléctricas del país; el excedente se suministra a los países vecinos, Alemania y Suecia.

Islandia, gracias a su ubicación en el Atlántico Norte y a sus volcanes activos, alcanzó ya en 2012 una dependencia del 100% de las energías renovables mediante una combinación de energía hidroeléctrica y geotérmica. En 2016, Alemania adoptó una política para eliminar gradualmente su dependencia del petróleo y la energía nuclear.

Las perspectivas a largo plazo para las energías alternativas son extremadamente positivas. Según un informe de 2014 de la Agencia Internacional de Energía (AIE), la energía solar fotovoltaica y la energía solar térmica representarán el 27% de la demanda mundial en 2050, lo que la convertirá en la mayor fuente de energía. Quizás, gracias a los avances en la fusión, las fuentes de combustibles fósiles quedarán irremediablemente obsoletas para 2050. publicado