Tema 6: Recursos energètics
1. Introducció als recursos energètics
2. Energies renovables i no renovables
2.2.1 Energies no renovables convencionals (energia hidroelèctrica)
2.2.2. Energies no renovables alternatives
2.2.2.1. Energia Solar
2.2.2.2. Energia de la biomassa
2.2.2.3. Energia eòlica
2.2.2.4. Energia mareomotriu
2.2.2.5. Energia geotèrmica
2.2.2.6. L’hidrogen
2.2.2.7. Fusió nuclear
L'home viu i ha viscut sempre en interacció amb el medi ambient. La naturalesa brinda diversos recursos que faciliten i permeten desenvolupar la vida de l'espècie humana sobre el planeta. Així, l'home primitiu, ja siga com caçador d'animals o recol·lector de fruits, va utilitzar els recursos biològics que la naturalesa li brindava per a la seua alimentació i abric. Però no només aquests recursos van ser emprats, sinó que també, a poc a poc, l'espècie va ser incorporant recursos d'origen geològic per a diferents finalitats. L'aprofitament dels recursos naturals per part de l'espècie humana va sofrir una gran transformació al llarg del temps, fins arribar al complex desenvolupament industrial que governa el funcionament de la societat actual.
El concepte d' energia és difícil d'entendre, ja que aquesta no ocupa espai ni la podem tocar. Amb tot, la podem definir com la capacitat de produir treball. El 99% de l'energia utilitzada a la Terra prové de forma directa o indirecta del Sol, per la qual cosa podem considerar al Sol com el veritable motor del nostre planeta. L'energia pot aparèixer de moltes maneres: calorífica, electromagnètica, mecànica, potencial, química, nuclear, etc, i té un paper molt important, ja que tot funciona gràcies a ella i als seus intercanvis. De fet, la nostra societat funciona gràcies a una contínua injecció d'energia que proporciona electricitat a les nostres llars, dóna impuls als nostres vehicles, mou les nostres fàbriques, etc. Per a satisfer el consum d'energia, exponencialment creixent, per part de la societat actual és evident que cal emprendre investigacions tècniques i inversions econòmiques destinades al desenvolupament de noves fonts d'energia, per poder substituir les fonts actuals, les quals, atesa la seua manca de renovabilitat, tendeixen a esgotar-se
En aquest tema estudiarem les energies convencionals més emprades, com són aquelles derivades de l'ús de combustibles fòssils (carbó, petroli i gas natural), la nuclear i la hidroelèctrica. Posteriorment tractarem les energies renovables (anomenades així perquè es considera que la seua taxa de renovació està dins dels límits del temps de vida humana), o alternatives, concepte en què s'engloben una sèrie d'energies de menor impacte ambiental; tot i que de vegades no siguen tan noves o no siguen realment renovables (geotèrmica). Finalment, estudiarem els recursos minerals, que no són renovables, llevat d'algunes excepcions, com ara la sal comuna.
Tipus d'energies renovables i no renovables
Duració aproximada dels diferents recursios energètics
Anomenen recurs la quantitat total que es troba a l'escorça terrestre d'un determinat combustible fòssil o d'un mineral. Aquesta quantitat és fixa i està determinada pels processos geològics. La reserva és la quantitat d'un combustible fòssil o d'un mineral l’explotació del qual resulta econòmicament rendible
Qualitat de l'energia.
La utilitat de cadascun dels tipus d'energia es valora segons la seua capacitat per produir treball útil per unitat de massa o volum. Així, l'energia que té més qualitat serà la més concentrada (com per exemple, el petroli, el carbó, l'urani, etc.), mentre que la que té una qualitat menor es trobarà dispersa o en grans volums; per aquest motiu, encara que es presente en grans quantitats, la seua utilitat pràctica serà escassa (com la calor emmagatzemada als mars, els vents suaus, etc.).
Electricitat.
Tèrmica a temperatures molt altes (>2.500 °C).
Llum solar concentrada.
Nuclear
Processos industrials
Ús de l'electricitat per a il·luminació o motors.
Tèrmica de temperatures altes (1.000-2.500°C).
Gasolina, gas natural, carbó.
Moviment de vehicles.
Processos industrials i de producció d'electricitat.
Llum normal del sol.
Flux d'aigua d'alta velocitat
Vents forts.
Tèrmica a temperatures moderades (100-1.000 °C).
Fusta i restes orgàniques.
Processos industrials senzills,
cuinar, producció de vapor,
electricitat i aigua calenta.
Tèrmica a temperatures baixes (>100 °C).
Fluxos d'aigua a velocitat lenta. Vents fluixos.
Energia geotèrmica dispersa.
Escalfament de cases i locals.
Rendibilitat econòmica
La rendibilitat econòmica és un factor molt important per a la utilització d'una font d'energia i serà definida per l'accessibilitat a aquesta font,la facilitat d'explotació i de transport, etc. Hem de considerar que la rendibilitat d'una determinada font d'energia dependrà del seu preu, ja que farem servir la que siga més barata. Amb el temps, les fonts que en el passat es consideraven poc rendibles poden arribar a ser-ho en el futur.
Sistemes energètics
Anomenem sistema energètic el conjunt de processos realitzats sobre l'energia des de les seves fonts originàries fins als seus usos finals. En general, les fases d'un sistema energètic seran les següents:
a. Procés de captura o extracció de l'energia primària, que té la finalitat d'aconseguir l'energia de la font original (per exemple la perforació d'un pou petrolífer).
b. Procés de transformació en energia secundària, que consisteix a generar la font d'energia que es podrà emprar directament (gasolina - refineria de petroli).
c. Transport dels recursos energètics secundaris fins al lloc on s'utilitzarà (trans-port de gasolina).
d. Consum de l'energia secundària (ús de l'automòbil).
Un convertidor és un component del sistema energètic (presa, caldera, motor, etc) que permet la transformació d'una forma d'energia en una altra per facilitar-ne el transport o l'ús.
2 exemples de sistemes energètics: L'energia que posa en marxa els cotxes, provinent del petroli i la llum elèctrica, procedent en darrer terme del carbó
Rendimient d'un sistema energètic
S'anomena rendiment d'un sistema energètic la relació entre l'energia subministrada al sistema i la que n'obtenim (sortides/entrades) expressada en tant per cent (per exemple, el rendiment d'un motor d'explosió serà la relació entre l'energia mecànica recollida a l'eix de la màquina i la continguda al combustible utilitzat). El rendiment serà menor del 100 per 100 (el d'un automòbil és del 13%), a causa de l'existència de pèrdues energètiques, algunes de les quals són inevitables, com les que són degudes a l'increment de l’entropia, mentre que d'altres es podran corregir, com ara les causades per imperfeccions dels sistemes involucrats o per defectes o fallades en el funcionament. Quan l'energia és barata no es tenen en compte aquestes pèrdues, llevat del cas que hi haja restriccions energètiques.
Cost energètic.
Anomenem cost energètic el preu que paguem per utilitzar l'energia secundària (rebut de la llum, cost de la gasolina) Però, a més, hi ha altres costos ocults, com aquells associats amb els equips i instal·lacions implicats en tot el procés energètic: els de construcció, manteniment, desmantellament i eliminació de l'impacte produït per la construcció (aquest darrer pot ser molt elevat en el cas de les centrals nuclears o en el de les mines de carbó a cel obert). Altres costos ocults són els impactes ambientals que provoquen les diferents fases del sistema energètic i les seves conseqüències (per exemple les marees negres), que moltes vegades es paguen mitjançant els impostos de tots.
No hay comentarios:
Publicar un comentario