Energía convencional
Contenidos
Este libro pone de relieve los recientes avances en un tema tan importante, a través de la contribución de expertos que demuestran diferentes aplicaciones en la vida “cotidiana”, tanto las tecnologías no biológicas existentes como las de reciente aparición, y los enfoques que invitan a la reflexión desde diferentes partes del mundo, las posibles perspectivas futuras asociadas a algunas fronteras de desarrollo en las fuentes de energía no convencionales. Abarca diferentes tipos de fuentes de energía naturales como: Energía oceánica, mareomotriz y undimotriz; Energía nuclear; Células solares; Energía geotérmica; Combustible de hidrógeno; Módulos fotovoltaicos; Hidratos de gas; Tecnología de desalinización basada en hidratos; y Licuefacción hidrotérmica de lignina kraft/biomasa lignocelulósica para obtener combustibles y productos químicos. Este libro es una compilación exhaustiva e informativa para los lectores internacionales, especialmente los estudiantes e investigadores de grado y postgrado.
El Dr. Sanket Joshi es subdirector del Centro de Investigación de Petróleo y Gas y especialista en aplicaciones de la ciencia del petróleo y el gas en la Universidad Sultán Qaboos de Omán. Es licenciado y máster por la Universidad Sardar Patel (India) y doctor por la Universidad M. S. de Baroda (India), todos ellos en microbiología. El Dr. Joshi cuenta con 16 años de experiencia académica y de investigación, y 4 años de experiencia en I+D industrial, en India y Omán. Sus intereses de investigación actuales abarcan: Energía, productos microbianos y biorremediación medioambiental. Trabaja como editor académico, asociado o invitado en algunas de las revistas más reputadas y como editor de series de libros para Elsevier INC.
Qué es la energía nuclear
La energía nuclear es la segunda fuente de electricidad baja en carbono en la actualidad, con 452 reactores en funcionamiento que proporcionaron 2700 TWh de electricidad en 2018, o el 10% del suministro mundial de electricidad.En las economías avanzadas, la energía nuclear ha sido durante mucho tiempo la mayor fuente de electricidad baja en carbono, proporcionando el 18% del suministro en 2018. Sin embargo, la energía nuclear está perdiendo terreno rápidamente. Mientras que 11,2 GW de nueva capacidad nuclear se conectaron a las redes eléctricas a nivel mundial en 2018 -el total más alto desde 1990- estas adiciones se concentraron en China y Rusia.
La energía nuclear ha evitado alrededor de 55 Gt de emisiones de CO2 en los últimos 50 años, casi igual a 2 años de emisiones globales de CO2 relacionadas con la energía. Sin embargo, a pesar de la contribución de la energía nuclear y el rápido crecimiento de las energías renovables, las emisiones de CO2 relacionadas con la energía alcanzaron un récord en 2018, ya que el crecimiento de la demanda de electricidad superó el aumento de la energía baja en carbono.
En ausencia de nuevas ampliaciones de la vida útil y de nuevos proyectos, podrían producirse 4.000 millones de toneladas adicionales de emisiones de CO2, lo que subraya la importancia del parque nuclear para las transiciones energéticas bajas en carbono en todo el mundo. En las economías emergentes y en desarrollo, sobre todo en China, el parque nuclear proporcionará electricidad con bajas emisiones de carbono durante las próximas décadas, pero el parque nuclear de las economías avanzadas tiene una edad media de 35 años y muchas centrales se acercan al final de su vida útil. Sin embargo, el parque nuclear de las economías avanzadas tiene una media de 35 años y muchas centrales se acercan al final de su vida útil. Dada su antigüedad, las centrales están empezando a cerrar, y se espera que el 25% de la capacidad nuclear existente en las economías avanzadas se cierre para 2025. No obstante, siguen representando una importante inversión de capital. El coste estimado de ampliar la vida operativa de 1 GW de capacidad nuclear durante al menos 10 años oscila entre 500 millones de dólares y algo más de 1.000 millones de dólares, dependiendo del estado del emplazamiento.Sin embargo, las difíciles condiciones del mercado son un obstáculo para las inversiones de ampliación de la vida útil. Un periodo prolongado de precios bajos de la electricidad al por mayor en la mayoría de las economías avanzadas ha reducido drásticamente o eliminado los márgenes de muchas tecnologías, lo que hace que la energía nuclear corra el riesgo de cerrar antes de tiempo si se necesitan inversiones adicionales. Por ello, la viabilidad de las ampliaciones depende en gran medida de las condiciones del mercado nacional.
Central nuclear
La energía nuclear es el uso de reacciones nucleares para producir electricidad. La energía nuclear puede obtenerse a partir de reacciones de fisión nuclear, desintegración nuclear y fusión nuclear. En la actualidad, la mayor parte de la electricidad procedente de la energía nuclear se produce mediante la fisión nuclear del uranio y el plutonio en las centrales nucleares. Los procesos de desintegración nuclear se utilizan en aplicaciones nicho como los generadores termoeléctricos de radioisótopos en algunas sondas espaciales como la Voyager 2. La generación de electricidad a partir de la energía de fusión sigue siendo el centro de la investigación internacional.
La mayoría de las centrales eléctricas utilizan reactores térmicos con uranio enriquecido en un ciclo de combustible de un solo uso. El combustible se retira cuando el porcentaje de átomos que absorben neutrones es tan grande que ya no se puede mantener una reacción en cadena, normalmente 3 años. A continuación, se enfría durante varios años en las piscinas de combustible gastado in situ antes de ser trasladado al almacenamiento a largo plazo. El combustible gastado, aunque de bajo volumen, es un residuo radiactivo de alto nivel. Aunque su radiactividad disminuye exponencialmente, debe ser aislado de la biosfera durante cientos de miles de años, aunque las nuevas tecnologías (como los reactores rápidos) tienen el potencial de reducirlo significativamente. Dado que el combustible gastado sigue siendo en su mayor parte material fisionable, algunos países (por ejemplo, Francia y Rusia) reprocesan su combustible gastado extrayendo elementos fisionables y fértiles para su fabricación en nuevo combustible, aunque este proceso es más caro que la producción de nuevo combustible a partir de uranio extraído. Todos los reactores producen algo de plutonio-239, que se encuentra en el combustible gastado, y como el Pu-239 es el material preferido para las armas nucleares, el reprocesamiento se considera un riesgo de proliferación.
Fuentes de energía convencionales
La crisis energética iniciada en 1973 provocó la disminución del suministro de petróleo y el aumento desorbitado de los precios. Esta crisis obligó a los países en desarrollo a reducir o aplazar importantes programas de desarrollo para poder comprar petróleo y mantener sus economías en funcionamiento. Creó la necesidad urgente de encontrar y desarrollar fuentes de energía alternativas, como otros combustibles fósiles (carbón, gas), energía nuclear y recursos energéticos renovables.
El carbón se encuentra principalmente en los países industrializados, y las reservas latinoamericanas y africanas representan menos del 1% del total mundial. Por lo tanto, es poco probable que esta parte del Tercer Mundo pueda utilizar grandes cantidades de carbón. La alternativa nuclear no es deseable; los riesgos de accidente asociados, las dificultades de eliminación de residuos, el terrorismo nuclear y la proliferación de armas nucleares son peligrosos en sí mismos, y hacen que esta forma de energía sea excesivamente cara (Brown et al, sin fecha). Adquirir energía nuclear del mundo industrializado podría, además, suponer una mayor dependencia tecnológica y económica de los países desarrollados. Una alternativa más factible al petróleo, el carbón y los reactores nucleares en los países en desarrollo es el uso directo e indirecto de la energía solar, que es renovable, abundante, descentralizada y no contaminante.
