Según la etimología, la palabra “termodinámica” proviene del griego thermos=calor, dinamos= fuerza, poder e ico=relativo a. Se define entonces a la termodinámica como una rama de la física encargada de estudiar las interacciones del calor y otras formas de energía con el entorno. Esto se puede aplicar a otras ramas de la ciencia y la ingeniería. De hecho, es posible abordar la gestión energética desde un punto de vista termodinámico.
Según la primera ley de la termodinámica, la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. Aplicando esto a un balance de energía, es decir la contabilidad de la energía presente en un sistema, tenemos que:
Energía acumulada = Energía entrante + Energía generada – Energía saliente – Energía consumida
Y si trasladamos esto a la gestión energética de una empresa, podemos asumir que:
· Energía entrante = Energía comprada (gas, electricidad, y otras provenientes del exterior)
· Energía generada = Energía autogenerada en sistemas descentralizados ya sea por cogeneración o tecnologías más limpias (fotovoltaica, solar, biomasa, eólica, hidráulica, entre otras)
· Energía saliente = Energía perdida (pérdidas en los equipos y subsistemas por transmisión, distribución, emisión, etcétera)
· Energía consumida = Energía consumida por los equipos e instalaciones presentes
Si se asume que la energía acumulada es cero pues ésta es utilizada totalmente en la producción, en el aseguramiento de confort térmico y de otros requerimientos, el resultado es que la energía comprada más la autogenerada es igual a la cantidad de energía consumida y perdida. Teniendo en cuenta que para aumentar la eficiencia energética es necesario optimizar el consumo y reducir las pérdidas, el balance energético en una empresa se puede plantear de la siguiente forma
Energía consumida = Energía comprada + Energía generada - Energía perdida
Esto significa optimizar el proceso de compra de energía, aumentar la energía generada y reducir las pérdidas. Optimizar el consumo no significa consumir menos, pues en áreas como la producción el consumo es intrínsecamente dependiente de ésta. A mayor producción mayor consumo.
Así pues, para gestionar la energía de forma más eficiente debemos optimizar el consumo energético, teniendo en cuenta lo siguiente:
1. Fuente de energía y su precio de compra
2. Tipo de energía generada y su coste de generación
3. La eficiencia de los equipos e instalaciones presentes
Optimizar el proceso de compra se ve limitado a factores externos como el mercado energético y a circunstancias geopolíticas. Por otra parte, aumentar la energía generada, es decir implementar sistemas descentralizados que a su vez integren mayoritariamente energías renovables, sería lo ideal pues reduciría una dependencia en el abastecimiento. Sin embargo, esto depende de muchos factores entre los cuales se cuentan, tecnológicos, económicos y políticos. Finalmente, reducir las pérdidas en los equipos e instalaciones, se plantea como menos compleja en la medida en que la empresa puede alcanzar una mayor eficiencia de forma más directa e independiente invirtiendo en equipos más eficientes o aplicando medidas energéticas que ofrezcan una viabilidad técnico-económica en el corto, mediano y largo plazo.
A continuación se presenta una tabla con las ventajas y desventajas de las diferentes fuentes energéticas. El punto referido a la eficiencia es tratado por aparte en la sección “eficiencia energética” (leer más)
|
Fuente de energía |
Ventajas |
Desventajas |
|
Biomasa |
Fuente de energía renovable |
Demanda de espacio alta y competencia con cultivos agrícolas |
|
Biomasa |
De uso flexible: para calor, electricidad, como combustible |
Impactos ambientales por un uso intensivo de los suelos y bosques |
|
Biomasa |
En gran parte posee un ciclo cerrado de carbono: si es así bajas emisiones de CO2 |
Peligro de métodos de cultivo nocivos para el medio ambiente, en especial importaciones de biomasa de monocultivos |
|
Biomasa |
Cadena productiva regional: independencia de importaciones |
Posibles emisiones contaminantes (p.ej. partículas finas), en especial para combustiones mal realizadas en hornos pequeños |
|
Biomasa |
Almacenable en grandes cantidades: gran flexibilidad y generación energética a demanda |
|
|
Biomasa |
Especialmente interesante por el aprovechamiento de residuos orgánicos |
|
|
Gas natural |
De uso flexible: para calor, electricidad, como combustible |
Explotación y transporte costosos y complejos |
|
Gas natural |
Alta flexibilidad (picos de generación eléctrica) en plantas a gas, debido a periodos de arranque cortos |
Recurso limitado (aprox. 70 años) |
|
Gas natural |
Cogeneración, distribución por redes posible |
Dependencia de importaciones, sobre todo respecto al precio del petróleo |
|
Gas natural |
Emisiones de CO2 más bajas dentro de las fuentes de energía fósiles |
Altas emisiones de efecto invernadero: emisiones de CO2 en la generación, emisiones de metano en el transporte |
|
Gas natural |
Combustión con bajas emisiones |
Explotación y transporte cada vez más costosa y compleja |
|
Petróleo |
De uso flexible: para calor, electricidad, como combustible |
Recurso limitado (aprox. 40 años) |
|
Petróleo |
Tecnologías comprobadas y disponibles |
Dependencia de importaciones |
|
Petróleo |
Diversas fuentes de energía y derivados utilizables |
Precios fluctuantes pero tendencialmente al alza |
|
Petróleo |
Especial importancia como carburante |
Emisiones de CO2 y de contaminantes mucho más altas que con gas natural |
|
Petróleo |
Densidad energética muy alta |
|
|
Geotérmica |
Energía renovable |
Posible conflicto con aguas subterráneas, no disponible en todas partes de igual forma |
|
Geotérmica |
Geotérmica profunda: muy adecuada para la generación de calor, en parte para electricidad también. Alto potencial inutilizado |
Geotérmica profunda: altos costes de explotación debido a perforaciones muy profundas, riesgos en la perforación |
|
Geotérmica |
Geotérmica de superficie: técnicamente probada y confiable para la generación de calor. Economicamente interesante. Aplicable para la generación de frío |
Geotérmica de superficie: dependiendo del estado hidrogeológico aplicación limitada, trabajos preliminares costosos y mayor demanda de espacio |
|
Geotérmica |
Emisiones de CO2 bajas |
|
|
Geotérmica |
Disponibilidad sin dependencia de factores climatológicos ni horarios |
|
|
Nuclear |
Densidad energética extremadamente alta (p.ej. Uranio) |
Solo se utiliza para la generación de electricidad |
|
Nuclear |
Reservas mundiales de Uranio en su mayoría en regiones con estabilidad |
Dependencia de importaciones de Uranio |
|
Nuclear |
Alta generación eléctrica |
Susceptibilidad de residuos radiactivos y disposición final no adecuada |
|
Nuclear |
Tecnología probada |
Peligro radioactivo para el hombre y el ambiente, recurso limitado (reservas aprox. 50 años) |
|
Nuclear |
Costes de operación bajos en plantas existentes, de ahí bajos costes de generación. Especialmente adecuada para asegurar cargas de base |
Riesgo de consecuencias trágicas |
|
Nuclear |
Emisiones de CO2 bajas |
|
|
Carbón |
Utilizable para la generación de calor y electricidad |
Recurso limitado (reservas aprox. 200 años) |
|
Carbón |
En comparación grandes y diversos yacimientos mundiales |
Dependencia de importaciones de carbón bituminoso |
|
Carbón |
En comparación transporte y almacenamiento sin problemas |
Carbón bituminoso en algunos países solo es competitivo si recibe subvenciones |
|
Carbón |
Lignito es en algunos países la fuente energética principal disponible |
Extracción entrañaría grandes riesgos |
|
Carbón |
Minerías a cielo abierto recultivables |
Uso del suelo (extracción de lignito) |
|
Carbón |
Capacidad de cubrir cargas de base |
Emisiones contaminantes más altas que petróleo y que gas natural |
|
Carbón |
|
Sin duda emisiones de CO2 son las más altas |
|
Solar |
Energía renovable |
Disponibilidad intermitente, fluctuaciones en la producción energética |
|
Solar |
Está disponible continuamente y de forma gratuita |
Termosolar: producción de calor más alta (verano) que no corresponde con la mayor demanda (invierno) |
|
Solar |
Disponible para electricidad (fotovoltaica) y para calor (termosolar) |
Fotovoltaica: deterioro del paisaje por instalaciones en espacios abiertos, todavía eficiencias bajas, costes todavía altos, expansión de redes necesaria |
|
Solar |
Emisiones de CO2 bajas |
|
|
Solar |
Ya es una tecnología bien desarrollada y disponible |
|
|
Solar |
Bajos efectos medioambientales en la fabricación y en la operación |
|
|
Solar |
Independencia de importaciones |
|
|
Solar |
En tejados no se necesitan áreas extras |
|
|
Hidráulica |
Energía renovable |
Trastorno de la estructura acuífera |
|
Hidráulica |
Disponible, duradera y continua, independiente de la hora del día central hidroeléctrica de agua fluyente |
Intervención paisajística considerable (central hidroeléctrica reversible) |
|
Hidráulica |
Costes de operación muy bajos |
En algunos regiones el potencial está totalmente agotado |
|
Hidráulica |
Emisiones de CO2 bajas |
|
|
Hidráulica |
Transformación con altos niveles de eficiencia |
|
|
Hidráulica |
Capacidad de almacenamiento (central hidroeléctrica reversible), muy adecuada en combinación con otras energías renovables (acumulador-hidroeléctrica reversible) |
|
|
Hidráulica |
Independencia de importaciones |
|
|
Hidráulica |
No se generan contaminantes en la operación |
|
|
Eólica |
Energía renovable |
Disponibilidad limitada debido a fluctuaciones de potencia, altas fluctuaciones en la producción de electricidad |
|
Eólica |
Todavía un potencial muy alto inutilizado sobretodo offshore y onshore a grandes alturas |
Altas capacidades de reserva y de regulación necesarias |
|
Eólica |
Emisiones de CO2 bajas |
Generación en lugares apartados requiere de expansión de redes |
|
Eólica |
Ya es una tecnología bien desarrollada y disponible |
Intervención paisajística |
|
Eólica |
No se generan contaminantes en la operación de los aerogeneradores |
Aceptación a nivel regional limitada |
|
Eólica |
Generación de electricidad rentable |
Emisiones de ruido posibles |
|
Eólica |
Independencia de importaciones |
Peligro para las aves |
|
Eólica |
Demanda de espacio baja |
|
Write a comment