A medida que varios países continúan alejándose de los combustibles fósiles altamente contaminantes hacia alternativas con bajas emisiones de carbono, la dinámica de cómo y dónde operan las plantas de energía está cambiando constantemente.
La energía nuclear, el carbón y la energía eólica son sólo tres tipos de energía que se utilizan para generar electricidad en las centrales eléctricas de todo el mundo.
Pero a medida que varios países continúan alejándose de los combustibles fósiles altamente contaminantes hacia alternativas bajas en carbono, la dinámica de cómo y dónde operan las plantas de energía está cambiando constantemente.
Según BloombergNEF, la demanda mundial de electricidad crecerá de 25.000 teravatios-hora (TWh) en 2017 a unos 38.700 TWh en 2050, lo que impulsará nuevas inversiones en capacidad de generación de energía en los próximos años.
El sitio web NS Energy perfila los diferentes tipos de centrales eléctricas que cada fuente de energía necesita para generar energía.
Tipos de centrales eléctricas para la generación de energía
Plantas de energía nuclear
Usando una reacción de fisión nuclear y uranio como combustible, las plantas de energía nuclear generan una gran cantidad de electricidad.
Dado que las centrales nucleares se consideran una fuente de energía de bajo carbono, se considera que esta tecnología es una opción más respetuosa con el medio ambiente.
Cuando se compara con las fuentes de energía renovables como la solar y la eólica, la generación de energía de las centrales nucleares también se considera más fiable.
Aunque la inversión necesaria para poner en funcionamiento una central nuclear es significativa, los costos que conlleva su explotación son relativamente bajos.
Las fuentes de energía nuclear también tienen una mayor densidad que los combustibles fósiles y liberan grandes cantidades de energía.
Debido a esto, las centrales nucleares requieren bajas cantidades de combustible pero producen una gran cantidad de energía, lo que las hace particularmente eficientes una vez que están en funcionamiento.
Figura 1. La Central Nuclear Bruce, la mayor instalación de energía nuclear del mundo por número de reactores. Crédito: Chuck Szmurlo / Wikipedia
Centrales hidroeléctricas
La hidroelectricidad se produce aprovechando la fuerza gravitatoria del agua que fluye.
En comparación con las plantas de energía alimentadas con combustibles fósiles, las centrales hidroeléctricas emiten menos gases de efecto invernadero. Pero la construcción de centrales hidroeléctricas y presas requiere una enorme inversión.
Según el Informe sobre la situación de la energía hidroeléctrica en 2017 de la Asociación Internacional de Energía Hidroeléctrica, se estima que en 2016 se pusieron en funcionamiento 31,5 gigavatios (GW) de capacidad hidroeléctrica, con lo que la capacidad instalada acumulada del mundo asciende a 1.246 GW.
China por sí sola representó casi un tercio de la capacidad hidroeléctrica mundial y añadió unos 11,74 GW de nueva capacidad en 2016.
Centrales eléctricas de carbón
Según la Asociación Mundial del Carbón, las centrales eléctricas de carbón representaban alrededor del 37% de la electricidad mundial en 2018, y China poseía la mayor flota del mundo.
Las centrales eléctricas de carbón utilizan el vapor de carbón como fuente para generar electricidad y, por consiguiente, emiten una cantidad importante de gases nocivos a la atmósfera.
En un intento por reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, muchas naciones desarrolladas ya han anunciado planes para eliminar gradualmente las centrales eléctricas de carbón.
Canadá planea eliminar gradualmente sus plantas de carbón para 2030, mientras que el Reino Unido ha establecido un plazo hasta 2025 y Alemania se propone eliminar la tecnología de su red eléctrica para 2038. Se espera que otros países europeos sigan el ejemplo pronto.
Centrales eléctricas a diésel
Utilizando el diésel como combustible, este tipo de central eléctrica se utiliza para la producción de energía eléctrica en pequeña escala.
Se instalan en lugares donde no hay una fácil disponibilidad de fuentes de energía alternativas y se utilizan principalmente como respaldo para el suministro ininterrumpido de energía cuando hay cortes.
Las centrales diésel sólo requieren una pequeña superficie para ser instaladas y ofrecen una mayor eficiencia térmica en comparación con las centrales eléctricas de carbón.
Debido a los altos costos de mantenimiento y a los precios del gasóleo, las centrales eléctricas no han ganado popularidad al mismo ritmo que otros tipos de centrales de generación de energía como el vapor y la hidroeléctrica.
Centrales de energía geotérmica
Los tres tipos principales de plantas geotérmicas incluyen las centrales eléctricas de vapor seco, las centrales eléctricas de vapor flash y las centrales eléctricas de ciclo binario, todas las cuales utilizan turbinas de vapor para producir electricidad.
La capacidad instalada de energía geotérmica ha aumentado gradualmente en todo el mundo durante el último decenio, pasando de poco menos de 10 GW en 2010 a casi 14 GW en 2019.
Se considera que las centrales geotérmicas son respetuosas con el medio ambiente y emiten niveles más bajos de gases nocivos en comparación con las centrales eléctricas de carbón.
Figura 2. La planta de energía geotérmica Domo de San Pedro en México (Crédito: Grupo Dragon/Mitsubishi Hitachi Power Systems)
Centrales eléctricas de gas
Una central eléctrica de gas quema gas natural – una fuente de energía de rápido crecimiento en todo el mundo – para generar electricidad.
Aunque el gas natural es un combustible fósil, las emisiones producidas por su combustión son mucho menores que las del carbón o el petróleo, según un estudio de la Union of Concerned Scientists.
Los datos de la Agencia Internacional de la Energía (IEA, por sus siglas en inglés) muestran que la generación de energía por gas se expandió en un 3% en 2019, llevando su generación de energía en la mezcla global a un 23%.
Otro tipo de planta que utiliza gas es una planta de energía de ciclo combinado. Utilizando tanto turbinas de gas como de vapor, producen mayores cantidades de electricidad a partir de una sola fuente de combustible en comparación con una central eléctrica tradicional.
Capturan el calor de la turbina de gas para aumentar la producción de energía y también se ha comprobado que liberan bajas cantidades de gases nocivos a la atmósfera.
Plantas de energía solar
Las plantas de energía solar convierten la energía del sol en energía térmica o eléctrica utilizando una de las fuentes de energía renovable más limpias y abundantes.
Generalmente no requieren un alto mantenimiento y duran unos 20 o 25 años.
Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), la capacidad mundial de energía solar aumentará un 9% cada año entre 2018 y 2050, tiempo en el que pasará de 480 GW a más de 8.000 GW.
Pero los costos iniciales de la financiación de las plantas de energía solar son altos y la instalación requiere mucho espacio.
Otra tecnología similar es la solar térmica. Se trata de un sistema de espejos gigantes colocados en consecuencia para concentrar los rayos del sol en un área muy pequeña para crear una cantidad significativa de calor, que luego produce vapor para accionar una turbina que crea electricidad.
Plantas de energía eólica
En los últimos años, ha habido un rápido crecimiento del número de parques eólicos en todo el mundo, apoyado por los avances tecnológicos.
La capacidad mundial de generación eólica instalada en tierra y mar ha aumentado casi 75 veces en las dos últimas décadas, pasando de 7,5 GW en 1997 a 564 GW en 2018, según IRENA.
Una vez construidas las turbinas eólicas, los costos operativos que implica el mantenimiento de las centrales eólicas son bajos y en general se consideran relativamente rentables.
También se pueden construir parques eólicos en tierras agrícolas, sin interrumpir las actividades de cultivo.
Pero el mantenimiento de las turbinas eólicas puede variar, ya que algunas necesitan ser revisadas con frecuencia y los proyectos de energía eólica suelen requerir enormes gastos de capital.
Plantas de energía mareomotriz
La energía mareomotriz se genera a partir de la conversión de la energía de las mareas de fuerza en energía y su producción se considera más previsible en comparación con la energía eólica y la energía solar.
Pero la energía mareomotriz todavía no se utiliza ampliamente, a pesar de que la primera planta a gran escala del mundo de este tipo entró en funcionamiento en 1966.
Se espera que un mayor enfoque en la generación de energía a partir de fuentes renovables acelere el desarrollo de nuevos métodos para explotar la energía mareomotriz.
Aunque el desarrollo de la energía mareomotriz se encuentra en una etapa incipiente, tiene el potencial de crecer significativamente en los próximos años.
Noticia tomada de: NS Media Group Limited / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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