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El Concepto DESERTEC para proteger el clima y crear desarrollo

Publicado por la Fundaci贸n DESERTEC Editado por Christoph Kronabel, Sabine Jungebluth e Ignacio Campino Pr贸logo de SAR Pr铆ncipe El Hassan bin Talal de Jordania

CEP Europ盲ische Verlagsanstalt (CEP European Publishing)

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El libro „Energiewende” Global ha sido realizado con apoyo de:

Agradecimientos El libro „Energiewende” Global es el resultado de una cooperación de más de quince autores alemanes y extranjeros, todos especialistas en sus respectivos campos de trabajo, quienes pusieron generosamente sus conocimientos en forma gratuita para realizar esta obra. Christoph Kronabel, Sabine Jungebluth e Ignacio Campino fueron responsables de la coordinación y la supervisión de la traducción. Stephan Krüger organizó el financiamiento del libro. Susanne Schmidt fue responsable del diseño. Andreas Huber y Wolfgang Dörner cooperaron en diferentes tareas.

y de Peter Eich, Gisela Gallehr, Hani Nokraschy, Peter Schomberg y Jack Steinberger

Este esfuerzo común para realizar este libro „Energiewende” Global representa una reflexión del Concepto DESERTEC – que solo uniendo nuestros esfuerzos podremos realizar. Nosotros agradecemos muy sinceramente a todos los que de una u otra forma cooperaron para sacar adelante esta obra. Un agradecimiento muy especial va a los autores. Esperamos que „Energiewende” Global tenga mucho éxito y alcance una gran cantidad de lectores. Con esto obra queremos recordar en forma muy sentida a nuestra muy estimada colega Sra. Sabine Jungebluth. Sin su tesón y esfuerzo este libro no hubiera sido posible. Ella falleció el 9 de Mayo de 2013. Nosotros la recordaremos siempre como una luchadora incansable por el Concepto Desertec.

© 2011by the CEP Europäische Verlagsanstalt GmbH, Hamburg (www.cep-­europaeischeverlagsanstalt de) all rights reserved. This includes the right of translation, reproduction (including photo-­mechanical), electronic storage on a disk or in a database, physical and intangible reproduction (including screen. images or data transmission). The printing and paper used meet the most stringent environmental standards. The cover and internal pages are printed on 100% recycled, chlorine­‐free paper that has been given the Blue Angel seal of approval. Printing follows

(www.climatepartner.com) green technology standards

and uses mineral oil­‐free organic plant­‐based inks (renewable resource). To compensate for the greenhouse gases emitted, a certified climate protection investment equivalent to 27,706 kg of CO2 has been donated to the Gold Standard climate project “Wind energy in Prony and Kafeate” in New Caledonia.

Estimado lector,

Climate Partner Certificate, ICS number 072-53160-0911-1263

Para continuar nuestro trabajo exitosamente, necesitamos su apoyo. Done a:

Edititor:

Fundación DESERTEC, Hamburg (www.desertec.org /en)

Producción:

Sandra Ernestus

Diseño:

Susanne Schmidt

Traducción:

Mario Bringas Avila

Impresión:

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DESERTEC Foundation GLS Bank Account: 5486 2253 76609 4989 BIC: GENO DE M 1 GLS Se lo agradecemos desde ya. Sea parte de la solución!!!

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Introducción a la versión en español

Contenido

Después del gran éxito de la versión alemana hemos decidido traducir este libro a diferentes idiomas. Ahora Usted tiene en sus manos la traducción al español. La traducción al ingles aparece en estos días y otras vendrán pronto.

Prólogo Su Alteza Real el Príncipe El Hassan Bin Talal de Jordania

Con las traducciones deseamos acelerar la proliferación del Concepto DESERTEC por todo el mundo. Además deseamos ofrecer a todas las personas interesadas, científicos y técnicos como así también a responsables a nivel económico y político la oportunidad para informarse ampliamente sobre el Concepto DESERTEC en su propia lengua. A nivel global y en la sociedad en general hay una gran aceptación para un cambio del suministro energético para reemplazar los combustibles fósiles y nucleares por energías renovables. La mayoría de los líderes acepta que es necesario que la humanidad realice este paso en forma rápida y completa para asegurar así una vida segura y sostenible para nuestros hijos y nietos. Y esto no solo por el abastecimiento con energía y protección del clima, sino también para obtener un abastecimiento seguro con agua y alimentos, para ofrecer educación, creación de valor y desarrollo socio-económico a nivel local. Además ofrece el Concepto DESERTEC alternativas para promover la cooperación entre naciones y culturas y así encontrar un camino hacia una economía sostenible. La transformación del mercado energético global es el desafío más grande de la humanidad en estos días. Su realización no es solo un asunto técnico o financiero, la transformación tiene que realizarse primero que nada en la conciencia de los ciudadanos. Esta es la base para decisiones a nivel político, industrial, empresarial y científico y no por último en la sociedad competa. Este libro „Energiewende” Global es una contribución para alcanzar la meta.

Introducción Max Schön

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Capítulo 1 > El Concepto DESERTEC > Thiemo Gropp/Gerhard Knies

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Capítulo 2 > El clima > Hartmut Graßl Principios básicos

22 24 28 30 32 34 35

El efecto invernadero aumenta La reacción del ciclo del agua Proyecciones del cambio climático Posible calentamiento global para 2100 Fuentes de energías renovables como una solución

Capítulo 3 > Energía > Jürgen Schäfer

Producción y distribución de energía El uso mundial de energías renovables Energía solar por concentración y fotovoltaica Energía eólica Energía geotérmica Biomasa Energía hidráulica Redes eléctricas del futuro

Capítulo 4 > El agua > Franz Trieb Thiemo Gropp e Ignacio Campino Directores DESERTEC Foundation

El problema del agua – un problema de desarrollo El problema del agua – un problema de costos El problema del agua – un problema de energía El problema del agua – un problema ambiental DESERTEC y la desalinización de agua de mar

Capítulo 5 > Implicaciones sociales > Maritta Koch-Weser Pobreza energética y económica El potencial social Implementación del Concepto DESERTEC

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36 38 40 42 46 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 72 76 80

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Capítulo 6 > Seguridad, libertad y justicia > Karl-Martin Hentschel 84 86 Los refugiados por pobreza y escasez de agua 90 Electricidad importada 94 Seguridad 96 La maldición de los recursos, monopolios, buena gobernanza Capítulo 7 > Economía > Christoph Kost El mercado de energías renovables Costos de producción de la electricidad

Capítulo 8 > DESERTEC Implementación > Michael Straub, Gerhard Knies, Peter Höppe, Ulrich Hueck, Meriem Rezgaoui, Dirk Scheelje/Christian Jussen

Apéndice

Orígenes: „El sol de 1913” TREC y DESERTEC: Génesis del Concepto Iniciativa Industrial Dii GmbH La iniciativa de España Iniciativa nacional de Marruecos Iniciativa política: Schleswig-Holstein/Marruecos

Preguntas frecuentes Autores Acrónimos Energía – Estadísticas Energía – Conversión de unidades Glosario Fuentes bibliográficas Origen de fotos e imágenes

98 100 104 110 112 114 118 122 125 128

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Prólogo Los combustibles fósiles que han sido el motor del desarrollo social y económico en los últimos dos siglos, representan hoy la amenaza más grande para el crecimiento futuro y la seguridad del planeta. El bajo costo y la aparente disponibilidad indefinida de los combustibles fósiles han formado por mucho tiempo un componente significativo dentro de un modelo económico insostenible. Esto condujo a que su uso en muchos países se aceleró permanentemente. Actualmente, percibimos que hemos llegado a un momento crítico en nuestra historia, donde el crecimiento como ha sido hasta ahora no es posible en el futuro sin traspasar la capacidad de carga del planeta Tierra. En efecto, hemos llegado a un punto en donde aquellos retos de proteger el clima mundial, los cuales son el resultado de abastecer nuestras formas actuales de civilización con combustibles fósiles, están avanzando a un ritmo sin precedentes y excediendo la capacidad de nuestros sistemas naturales y sociales. Hoy en día, no se puede negar más que los sistemas sociales y naturales están amenazados – no solo para algunas subregiones o comunidades que sufren de desertificación o condiciones extremas del clima – sino para todos. Un concepto que en mi opinión encuentro particularmente útil para comprender los impactos de varios grupos y naciones en la biosfera de la Tierra ha sido desarrollado por el Profesor Manfred Max-Neef de la Universidad Austral de Chile. En lugar de calcular los impactos solamente basados en la población y en el ingreso per cápita, el Dr. Max-Neef, quien acuñó el término „Ecoson”, o „la persona ecológica”, examina la „cuota de consumo de energía per cápita”. El busca una explicación para comprender cómo la cultura, el desarrollo y la productividad se combinan para crear diferencias en los patrones de consumo de energía y de manejo de desechos en diferentes sociedades. Visto de este modo, podemos comprender más claramente la verdadera dimensión de nuestra propia huella ecológica y la de los demás, en relación a las demandas por consumo de energía y los límites máximos de carga de nuestra biosfera. En vista de la evidencia científica estamos obligados – no solo a seguir innovando – sino que también a buscar caminos para la superación de la amenaza universal de la naturaleza y del desarrollo futuro de la humanidad. Aunque el mundo ya no es más un ‘mundo en guerra’, esta amenaza es, no obstante, antropogénica. Cada aumento adicional de temperatura provoca un cambio grave del clima mundial y reduce los potenciales de sobrevivencia de ecosistemas completos locales y regionales; incluyendo las cadenas alimentarias de la humanidad. No olvidemos que los diferentes sistemas naturales de nuestro planeta emergieron por medio de largos procesos de evolución. ¿Puede restaurarse el equilibrio entre la civilización moderna como nosotros la conocemos hoy y el mundo natural, en vista de una población mundial aproximándose a los 10 mil millones de habitantes, con necesidades económicas en aumento? Para recuperar tal equilibrio se requeriría una forma de energía que no dañe nuestro hábitat natural ni

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amenace su capacidad de recuperación. La energía renovable, y en particular la energía solar, puede satisfacer las necesidades de un desarrollo humano equitativo; proporcionando energía suficiente para hogares e industrias, agua potable a partir de la desalinización y sin daño a aquellos ecosistemas en que vivimos. La energía solar también puede ser puesta en práctica de modos económicamente factibles y „ambientalmente compatibles”. En algunas partes del mundo, la energía solar se ha convertido en la energía renovable más costo-eficiente y ha logrado paridad con respecto a los costos de la energía nuclear. También debe tomarse en cuenta que las soluciones tradicionalmente utilizadas para aumentar el suministro con energías renovables, como la construcción de grandes represas para energía hidráulica o la producción a gran escala de cultivos para biocombustibles, puede tornarse en el futuro incompatibles con un medio ambiente diferente producto del cambio climático. ¿Cómo podemos lograr que la energía de fuentes renovables y limpias ambientalmente compatibles y en una escala adecuada satisfaga las necesidades de consumo actuales y futuras? Los desiertos de la Tierra tienen aquí papeles clave. Diariamente reciben unas 700 veces más energía del Sol que la que la humanidad consume actualmente con la quema de combustibles fósiles. Los desiertos proveen las mejores condiciones de radiación solar y permiten el menor impacto posible de la biosfera. La energía limpia producida por centrales termosolares en los desiertos del mundo también puede ser desarrollada para satisfacer cualquier volumen concebible de demanda y transmitida con pocas pérdidas por medio de líneas de corriente continua de alta tensión (HVDC) a más del 90% de la población mundial. Combinada con las muchas otras formas de energía renovable accesible, los desiertos nos permitirán eliminar gradualmente los combustibles fósiles, y con ellos, mucho de la destrucción de nuestro medio ambiente debido a las emisiones de gases de efecto invernadero.

aún más grandes para la humanidad. El „Programa EUMENADESERTEC”, poniendo desiertos y tecnología al servicio de la seguridad energética, hídrica y climática, sería un paso importante hacia la modernización y el desarrollo sostenibles a una escala global. Con miras a hacer accesible los temas clima, desarrollo y tecnología a una más amplia ciudadanía mundial, este libro „Energiewende” Global describe holísticamente los conceptos integrados bajo DESERTEC. Además, destaca el potencial de la energía solar por concentración recolectada en los desiertos del mundo como una de las mejores estrategias para asegurar la sustentabilidad social, económica y ambiental de nuestro planeta. Es mi esperanza que las contribuciones de la pericia de sus autores tanto mejorará como acelerará las decisiones de políticas necesarias a nivel regional y biregional para la realización de la visión DESERTEC.

Su Alteza Real el Príncipe El Hassan Bin Talal de Jordania Ex-Presidente del Club de Roma y cofundador de la Fundación DESERTEC

La implementación a gran escala del Concepto DESERTEC requiere países con desiertos, con demandas altas o insatisfechas por energía y con el mayor conocimiento tecnológico para cooperar y asegurar así un beneficio mutuo. Esta es una oportunidad para que las regiones ribereñas del Mediterráneo europeo, el Medio Oriente y el Norte de África (EUMENA) formen una comunidad para la energía, agua y seguridad climática – con algunas semejanzas a la Comunidad Europea del Carbón y del Acero establecida hace unos 60 años – para un futuro próspero y pacífico. Mientras esta es una visión compleja y grande que involucra los esfuerzos conjuntos de muchos actores, debe recordarse que existe un precedente importante. Hace más de 40 años, el Programa Espacial Apolo fue lanzado para hacer realidad el viejo sueño del hombre, de llegar a la Luna. Hoy, el sueño para restaurar el equilibrio entre humanos y su hogar planetario requiere los esfuerzos de todos nosotros. Con suficiente voluntad política, los países de EUMENA podrían lanzar otro programa de alta tecnología teniendo implicaciones

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Estimado lector, El libro en sus manos esta dedicado a una de las proposiciones más amplias y fascinantes para abordar el problema de la energía y estabilizar el clima mundial: el Concepto DESERTEC. Por primera vez un grupo de expertos internacionales independientes describe los diferentes aspectos de este proyecto único. „Energiewende” Global no es un manifiesto o una serie de instrucciones obligatorias detalladas sobre cómo proceder. Está concebido y creado como una antología „abierta”. Quiere informar a sus lectores sobre el concepto básico y la amplitud de los problemas conectados con éste e inspirar simultáneamente a las personas para contribuir poderosamente a la implementación del Concepto DESERTEC. Hay dos aspectos principales que distinguen el Concepto DESERTEC de las otras propuestas para transformar el suministro energético mundial y combatir el cambio climático, que se discute actualmente. Primero, DESERTEC describe una solución concreta y muestra cómo, al aprovechar diferentes energías renovables, la humanidad puede reducir sus emisiones de CO2 en un 80% hasta 2050 limitando así el cambio climático a un máximo de +2°C en relación a las temperaturas a principios de la industrialización. Describe cómo lograr esto utilizando solo las tecnologías que ya están a disposición de la humanidad. Segundo, DESERTEC es una estrategia holística. En contraste a muchas otras propuestas, su estrategia de solución de problemas incluye la prevención del peligroso cambio climático, crear seguridad energética, producir cantidades suficientes de agua potable para agricultura y necesidades humanas diarias en regiones áridas, reducir conflictos con respecto al petróleo y al agua, y así, reducir la migración. Sin embargo, la humanidad no tiene experiencia en como reconocer y resolver los problemas que van más allá de materias y fronteras nacionales. Y esto a pesar del reporte del CLUB DE ROMA „Los límites del crecimiento”, presentado al mundo a comienzos de los años setenta. Uno de los mensajes principales del libro es: si continuamos tratando a nuestro planeta como lo hemos hecho hasta ahora, exigiendo más recursos de los que este puede proveer en forma natural, necesitaremos en 2050 tres planetas parecidos a la Tierra. De este modo, en las últimas cuatro décadas, la naturaleza ha sido maltratada duramente. Las consecuencias de la demanda humana excediendo la capacidad del planeta para satisfacer sus necesidades se notan por doquier: desde un aumento dramático de los gases de efecto de invernadero hasta una mayor desertificación, desde el agotamiento de recursos forestales hasta la sobrepesca de los océanos – por mencionar solo algunos. Nuevos conflictos militares amenazadores son ya una de las consecuencias a la vista. Cuando las personas ya no pueden vivir en común en sus áreas tradicionales de asentamiento porque están sufriendo sequía o son inundadas cada vez más frecuentemente, estas se desplazan con la esperanza de sobrevivir mejor a otro lugar. En un mundo con un crecimiento poblacional constante, este desplazamiento lleva inevitablemente a invadir asentamientos ajenos y crea conflictos.

planeta – y eso con una población mundial que alcanzará los 9 mil millones de habitantes en 2050. Un mundo en equilibrio – este es el tema al que se dedica el CLUB DE ROMA desde su fundación en 1968, con sus 30 asociaciones nacionales, su asociación internacional y sus 1,400 miembros alrededor del mundo. Así ha desencadenado un debate enorme sobre sostenibilidad, el cual es actualmente más relevante que nunca. La Asociación Alemana CLUB DE ROMA trabaja a través de sus proyectos apoyados y coiniciados para nuevamente llevar al mundo al equilibrio: a través del apoyo al Plan Marshall Global, las escuelas del CLUB DE ROMA, el proyecto estudiantil Plant-for-the-Planet y su apoyo al trabajo de la Fundación DESERTEC. Cada uno de nosotros tiene un llamado a contribuir en la realización del Concepto DESERTEC. Ya sea a través de elegir a nuestro proveedor de electricidad o a través de todo tipo de medidas de eficiencia, o a través del cambio de nuestro comportamiento, la pregunta no es si la una o la otra es lo correcto. Por el contrario, todas las estrategias adecuadas deben ser utilizadas al mismo tiempo, ya que el tiempo para transformar nuestro planeta es demasiado corto. Esto vale también para el debate de sí construir plantas de generación de electricidad a partir de energías renovables centralizadas o descentralizadas. Aquí también la respuesta es hacer ambas simultáneamente. Solo así la humanidad tiene una posibilidad real para alcanzar la transformación completa de su panorama energético lo suficientemente rápido. „Energiewende” Global provee respuestas a preguntas frecuentes: ¿Cómo surgió la idea? ¿Cómo funcionan las diferentes tecnologías? ¿Qué pasará con nuestra mezcla energética? ¿Qué tipo de contribución puede hacer DESERTEC para proteger nuestro clima? Si no cambiamos nada, ¿Dónde surgirán conflictos y por qué? ¿Los países se volverán más dependientes o independientes de terceros? El debate actual puede ser seguido en: www.DESERTEC.org Así que, estimado lector, acepte el reto con determinación! Todos juntos. Y no espere a que alguien haga la primera jugada - ¡Tóme la iniciativa! Con este espíritu, espero que la lectura de este libro le lleve a muchas percepciones nuevas y mucho placer al contribuir a la implementación del Concepto DESERTEC: al votar, al comprar, ahorrando energía, realizando donaciones, corriendo la voz, trabajando por una revolución energética renovable – mientras no miramos críticamente a nosotros mismos.

Max Schön Presidente de la Sociedad Alemana CLUB DE ROMA y Cofundador de la Fundación DESERTEC

La tarea que enfrenta la humanidad es enorme: las personas deben encontrar rápidamente una manera para manejar su Tierra, de tal forma que les permita vivir juntos y en paz en un

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Capítulo 1

El Concepto DESERTEC Thiemo Gropp/Gerhard Knies

El crecimiento poblacional

DESERTEC, una solución

y el cambio climático son

global para la producción

los retos más importantes

de energía limpia, muestra

que enfrentan a la huma-

cómo podemos satisfacer

nidad en el siglo XXI. Nues-

la creciente demanda

tro suministro energético

global y al mismo tiempo

jugará un papel decisivo en

continuar reduciendo

determinar si podemos o

emisiones de carbono.

no hacer frente a ellos. 14

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Desarrollo Poblacional por Región

21,6%

Si continuaran los niveles de consumo de recursos como hoy en día, la humanidad necesitaría tres planetas Tierra para 2050.

El Concepto DESERTEC muestra que ya tenemos los elementos necesarios para crear un futuro sustentable impulsado por energía renovable. Tanto las tecnologías necesarias como los recursos energéticos solares, eólicos, hídricos y geotérmicos están y disponibles. DESERTEC está representado por un símbolo básico, un cuadrado

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2005

8,0%

8,5%

6,6%

África

América Latina y el Caribe

rojo, para ilustrar este punto más claramente. El cuadrado rojo representa una pequeña área de desierto – significativamente menos del 1% de todas las áreas desérticas en la Tierra. La energía solar recibida en esta área es igual a la cantidad de energía necesaria para satisfacer la demanda de toda la humanidad por un año. Para expresarlo de otra forma, los desiertos del mundo reciben la misma energía en seis horas que la que consumen los humanos en un año. El potencial es increíble. En combinación con otras fuentes renovables, la energía solar ofrece una solución energética total. Los desiertos son particularmente adecuados para producir electricidad porque el sol del desierto produce luz confiablemente y con alta intensidad a lo largo del

El crecimiento poblacional de India será eclipsado por el aumento veloz de la población pronosticado para África. En 2010 la población se encontraba en mil millones. Para 2050, la población se duplicará y los dos mil millones de habitantes en África comprenderán el 21,8% de la población mundial, en lugar del 15,4% actual.

año. Además, las demandas agrícolas o de asentamiento por estas tierras son mucho menores que en otras regiones del mundo. La idea básica entonces es de vincular estas regiones desérticas con aquellas que tienen las mejores tecnologías disponibles (DESERT-TECH = DESERTEC). Esto explica el neologismo. Pero DESERTEC es más que solo „energía limpia del desierto”. DESERTEC considera energía, agua y tierra juntos con el fin de idear una solución integrada. El aspecto clave es una oferta energética segura y sustentable. La energía limpia puede proveer agua potable, alimento, movilidad y desarrollo y con ello preparar el camino hacia la paz social y la seguridad.

60,4%

Oceania

Asia Población mundial desde 1700 en miles de millones (mm)

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2100 10,12mm 10 2083 10mm 2043 9mm

9

2024 8mm

8

2012 7mm

7

1999 6mm

6

1987 5mm

5

1974 4mm

4

1960 3mm 1804 1mm

Año

1700

1750

1800

3

1927 2mm

2 1

1850

1900

1950

2000

2050

2100

Crecimiento poblacional Alrededor de 1900 había unos 1.600 millones de habitantes en la Tierra. Para 2000 ya había más de 6 mil millones. En 100 años la población casi se cuadruplicó. El crecimiento de hoy en día se está llevando a cabo casi exclusivamente en países en desarrollo.

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0,6%

0,5%

21,8%

África

0,5%

9,0%

14,1%

Europa

También en el futuro, la mayoría de la población humana vivirá en Asia. Hoy, China tiene cerca de 1.400 millones de habitantes, haciéndolo el país más poblado de Asia. Para 2050 se espera que aumente a 1.450 millones de habitantes. India está actualmente clasificado justo detrás de China con 1.200 millones de habitantes, aunque su población sobrepasará la de China para 2030 y crecer a 1.750 millones en 2050. Una razón importante de esto es la política de hijo único de China, la cual también está conduciendo a una población en proceso de envejecimiento. De acuerdo al último censo llevado a cabo en 2010, más del 13% de los chinos tenía más de 60 años. Como consecuencia de esto China no podría mantener su papel de economía dominante en Asia, porque le faltará fuerza de trabajo y ejecutivos jóvenes.

55,5%

Europa/América del Norte La población de los países desarrollados de Europa y América del Norte decrecerá en el periodo conducente a 2050. Debido a la baja natalidad en naciones industriales avanzadas, su proporción con respecto a la población global caerá, en mayor medida en Europa que en Estados Unidos. Está pronosticado que el porcentaje de población de Europa con respecto a la población mundial caerá de 10,8% en 2010 a 7,6% en 2050. En el mismo periodo, el porcentaje de la población estadounidense con respecto a la población mundial disminuirá del actual 5% a 4,9%.

2050

Asia

57,2%

7,6%

América del Norte La humanidad enfrenta en el siglo XXI muchos retos a su continua supervivencia. Así como crece la población global y las naciones se desarrollan, la demanda por energía, agua, alimento y vivienda crece rápidamente. Sin embargo, la capacidad de nuestro planeta para satisfacer esta demanda es limitada. De acuerdo al Global Footprint Network, ya estamos viviendo como si tuviéramos a nuestra disposición un planeta Tierra adicional, y para el 2030, ni siquiera dos Tierras serán suficientes. La humanidad ya vive más allá de los límites de nuestro planeta y el cambio climático amenaza el ecosistema de la Tierra a niveles sin precedentes. ¿Cómo puede un planeta proveer energía, agua y alimento para nueve mil millones de personas en 2050 y mantener condiciones climáticas estables? El Concepto DESERTEC ofrece una respuesta a esta pregunta. En las décadas venideras, el desarrollo humano y la protección del clima dependerán en la disponibilidad de energía abundante y limpia. Esta se necesitará para potabilizar agua salada, para producir suficientes cantidades de alimento, para permitir movilidad, para calentar hogares y quizá más significativamente, para reemplazar la energía basada en combustibles fósiles y en consecuencia ralentizar el cambio climático. La energía renovable es la clave para extender la prosperidad y la armonía social a más personas alrededor del mundo. Al final, esto llevará a una tasa más lenta de crecimiento poblacional y permitirá a nueve mil millones de personas a vivir en bienestar y paz.

1950

11,2%

4,9%

5,1%

6,8%

Capítulo 1 El Concepto DESERTEC


El Concepto DESERTEC

Capítulo 1 El Concepto DESERTEC

El logo de DESERTEC El logo de una ‘C’ ligeramente girada con un punto en el centro simboliza una central de energía solar por concentración (ESC) y representa las muchas tecnologías probadas disponibles para aprovechar el potencial de las energías renovables. El cuadrado rojo por delante es un componente permanente del logo: una marca distintiva de DESERTEC que simboliza la abundante energía disponible en una pequeña área de desierto – la suficiente para proveer de energía al mundo.

Migración En 2010 en el mundo hubo cerca de 214 millones de personas viviendo en países en los que no habían nacido. En 2000, había 179 millones y en 1990 había unos 156 millones. Los países económicamente desarrollados muestran un aumento desproporcionado de 55% entre 1990 y 2010. Un tercio (70 millones) de todos los migrantes en 2010 fue acogido por Europa, el 29% fue recibido por Asia (61 millones) y el 23% (50 millones) por América del Norte. Para el 2050, los países económicamente desarrollados alojarán a cerca de 96 millones de personas, haciendo un porcentaje de 2.4 millones de migrantes por año.

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DESERTEC es también una respuesta al cambio climático antropogénico. Hay una variedad de modelos y predicciones sobre cómo cambios en el clima se manifestarán en los años y décadas por venir, pero la gran mayoría de científicos está de acuerdo en que un factor humano considerable está involucrado. La comunidad internacional incluso ha llegado a un consenso político en aquel respecto. Los llamados gases de efecto invernadero, como el CO2 producido por la quema de carbón, petróleo y gas, han sido identificados como los principales contribuyentes al cambio climático. Así como se acumulan en la atmósfera, la temperatura de la Tierra aumenta como si estuviera encerrada dentro de un invernadero. Las metas internacionales han sido establecidas para limitar el calentamiento global a un incremento en 2°C de los niveles al comienzo de la Era Industrial y en consecuencia para restringir las emisiones de gases de efecto invernadero. Las temperatura global ya ha aumentado en cerca de 0,8°C y a causa de los gases de efecto invernadero que ya hemos emitido los científicos esperan que ésta ascienda 0,5°C más en las décadas por venir. Solo podemos permitir un incremento de 0,7°C. 2°C puede aparecer como poco pero las implicaciones son enormes. La desertificación, la reducción en el terreno cultivable, y mayor número de desastres naturales, como inundaciones y tormentas severas, serían las consecuencias inevitables. El cambio climático también forzaría a segmentos numerosos de la población a emigrar a regiones más templadas para tener acceso a agua y alimento. Conflictos y guerra serán inevitables. Para prevenir un incremento de 0,7°C en la temperatura, debemos desviar nuestra oferta energética lejos de un sistema que quema combustibles fósiles como petróleo, gas o carbón y en su lugar aprovechar fuentes limpias y renovables de energía. La energía limpia es la clave para mantener condiciones apropiadas para nueve mil millones

de habitantes en este planeta. Estudios del Centro Aeroespacial Alemán (DLR por sus siglas en Alemán) para Europa, el Norte de África y el Medio Oriente han mostrado que aplicando el Concepto DESERTEC para 2050, es posible una reducción de emisiones de CO2 de la electricidad generada de hasta 80%, comparada con la opción „fósil” convencional. Resultados similares pueden ser logrados en otras partes del mundo. Así, la implementación del Concepto DESERTEC provee de mitigación efectiva del cambio climático. Como una solución integrada, DESERTEC es, en esencia, una visión de largo plazo para la seguridad de las vidas humanas en este planeta. Profesionales de diferentes sectores de la sociedad y de una variedad de países en Europa, el Norte de África y el Medio Oriente colaboraron para desarrollar estas ideas. Varios países norafricanos y del Medio Oriente ven el Concepto DESERTEC como una oportunidad para aumentar su prosperidad al asegurar su propio suministro de energía y de agua, desarrollar nuevos empleos e industrias y exportar energía limpia a otras regiones, como a Europa. La Fundación DESERTEC está ayudando a divulgar estas ideas a otras partes del mundo y su potencial está siendo percatado y reconocido, por ejemplo, en las Américas y en Asia. Ocasionalmente ha sido expresada la preocupación de que el Concepto DESERTEC es una nueva forma de colonización. Sin embargo, esto desestima que DESERTEC ha sido basado en la colaboración internacional entre países desarrollados y en desarrollo desde que comenzó. Científicos y expertos por toda la región EUMENA (la Unión Europea, el Medio Oriente y el Norte de África) contribuyeron a este concepto y se aseguraron de que atendiera a las necesidades de sus propios países. Sin embargo, es el deber constante de todas las partes involucradas de crear conciencia sobre esto y de implementar sus ideas en una forma que sea benéfica para todas las partes.

Energía Energía segura y renovable para un mundo con más de 9 mil millones de personas Agua Desalinización de agua de mar para un suministro seguro de agua Clima Protección del clima a través de bajas emisiones de CO2 ; conformidad con la meta de 2oC

Implementación Marcos políticos; cooperación entre países desérticos y países con tecnología relevante para el desarrollo de energías renovables

Implicaciones sociales Reducción de la pobreza, energía regenerativa como fuente de ingreso, nuevas posibilidades de educación, capacitación, desarrollo económico y salud

Economía Energía renovable como una fuente de ingresos; oportunidades para crear nuevas industrias; rendimientos económicamente atractivos; energía fiable y asequible

Seguridad, libertad y justicia Igualdad de acceso a recursos energéticos sustentables; colaboración internacional y cooperación Norte-Sur para un desarrollo justo y mutuamente benéfico

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DESERTEC-EUMENA (UE, Medio Oriente y Norte de África)

Capítulo 1 El Concepto DESERTEC

Energía solar por concentración (ESC) Fotovoltaica

Una reducción de

80%

Centrales termoeléctricas de carbón 897 g/kwh

Celdas solares 89 g/kwh

Centrales nucleares 31 g/kwh

Energía solar importada 25 g/kwh

Parques eólicos 23 g/kwh

Gas de plantas de tratamiento de aguas servidas y vertederos de basuras 5 g/kwh

de las emisiones mundiales de CO2 para 2050 es posible con DESERTEC

Balance de CO2 de tipos seleccionados de centrales eléctricas (2007), consideradas sobre un ciclo completo de vida

20

Al 2011, 119 países habían establecido objetivos con respecto a energías renovables a nivel nacional o bien políticas de apoyo a energías renovables. Estas políticas han tomado una variedad de formas, y en la medida en que las tecnologías y los marcados maduran, es posible que cambien. Con respecto a esto, los políticos de alrededor del mundo tendrán que volverse más ambiciosos en los años venideros. La Unión Europea (UE) tendrá que acordar un marco común para continuar la expansión de energías renovables hasta 2030. Una política trasnacional podría facilitar la importación de energía norafricana por la UE, por ejemplo. Las políticas existentes han tenido un gran impacto en algunas tecnologías renovables, mostrando un crecimiento explosivo y así ayudando a que la visión de DESERTEC poco a poco tome forma. Sin embargo, el ritmo actual del cambio es demasiado lento. La gran mayoría de los científicos está de acuerdo en que para prevenir un cambio climático irreversible y sus consecuencias devastadoras, nuestro sistema energético debe estar completamente transformado para el 2050. Para realizar un cambio global de esta escala deberán ser instalados alrededor de dos gigawatts de energía renovable cada día durante los siguientes 30 años. Esto destaca el tamaño de la tarea que hay delante, particularmente para aquellos en la política y los negocios. A fin de que esta meta se cumpla, no obstante, se tiene que llevar a cabo un cambio en el pensamiento a nivel social. Entender y aceptar lo que se necesita hacer debe ser diseminado. La juventud del mundo debe saber lo que significa tener un futuro impulsado por energía renovable. Los países con potencial de generación sustancial de energía solar y eólica necesitarán una mano de obra calificada para beneficiarse de su crecimiento. Por estas razones, la Fundación DESERTEC también promueve la transferencia internacional

Eólica

de conocimiento en entrenamiento, investigación y tecnología. Un ejemplo de esto es la „Red Universitaria DESERTEC” creada en otoño de 2010 por la Fundación DESERTEC y 18 universidades norafricanas. Los objetivos de la Red Universitaria DESERTEC son contribuir a la implementación del Concepto DESERTEC con el apoyo de instituciones científicas y de investigación públicas y privadas, y entrenar a otros especialistas en países desérticos, los cuales pronto pueden estar dentro de los productores más grandes de energía renovable. De esta forma, las regiones desérticas locales se pueden beneficiar tanto como sea posible del desarrollo de energías renovables. Están planeadas redes similares para otras regiones en el mundo.

Hidroeléctrica Biomasa Geotérmica

El tiempo urge. El agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, la creciente población y el cambio climático significan que la actividad habitual (business-as-usual) no es una opción. Debemos lidiar con esto ahora o dejar a las generaciones futuras un mundo aún más sombrío del que nosotros heredamos. DESERTEC ofrece una solución tecnológicamente lista, globalmente expandible e integrada. La implementación de esta solución es un reto para todos nosotros. Solo a través de la colaboración global entre todas las naciones y entre todos los individuos afectados podremos llegar a este nuevo y limpio futuro energético. El cuadrado rojo de DESERTEC representa una solución técnica, política y económicamente viable; y una visión del futuro que está siendo apoyada por una comunidad internacional creciente. Por la complejidad de la solución, este símbolo, que representa el potencial de la energía renovable, es algo sencillo y que todos pueden entender – un cuadrado rojo básico, un llamado a la acción.

Colectores ESC Mundial 2005 UE-25 2005 MENA 2005 TRANS-ESC mix EUMENA 2050

El cuadrado rojo

Los desiertos del mundo

El cuadrado rojo simboliza el área que sería necesaria para abastecer de energía al mundo, a los 25 estados miembros de la EU y a la región MENA (acrónimo en inglés para Medio Oriente y Norte de África; 2005), respectivamente, en relación al total de áreas desérticas. 50% de la demanda global por electricidad en 2050 podría ser producida en un área de 500 x 500 km2, la cual representa solo 1% de la superficie desértica.

Los desiertos cubren la Tierra tanto al norte como al sur del Ecuador. Con la tecnología de hoy en día, los desiertos podrían ser utilizados para asegurar el suministro de energía que la humanidad necesita actualmente y en el futuro. A más del 90% de la población mundial se le podría suministrar energía.

21


Capítulo 2

El clima Hartmut Graßl

El derretimiento del hielo glaciar es un indicador del cambio climático. La velocidad del cambio climático puede ser reducida por el uso de las energías renovables. El Sol tiene el mayor potencial seguido por el viento. 22

23


Capítulo 2 El clima > Principios básicos

Composición de la atmósfera terrestre

78%

Nitrógeno (N2 ) Oxígeno (O2 )

Principios básicos Los gases de efecto invernadero son menos de

3

milésimas de la masa atmosférica, pero calientan la superficie de la Tierra por lo menos en 30oC

24

El clima es el rango promedio de las condiciones atmosféricas y la probabilidad de una desviación de ese promedio. Engloba los recursos naturales más importantes de la vida como la luz y el calor del Sol, la lluvia, y la vegetación, la que depende de estos factores. Por tanto, siempre que el clima cambia, hay consecuencias para toda la vida en la Tierra. En este contexto tienen los así llamados gases con efecto de invernadero un papel esencial. Aún así, solo forman una pequeña parte de la atmósfera, menos de tres milésimas partes de su masa total. Con Junto con las nubes, éstos son la razón de que solo la mitad de la energía solar llegue a la Tierra. Además, aseguran que la mayor parte del calor y la energía sean reflejados de vuelta al espacio desde las capas frías y más altas de la atmósfera de la Tierra. Éstos actúan como una cobija protectora, manteniendo la Tierra en un promedio de 150C, lo suficientemente cálida como para haber posibilitado una asombrosa diversidad de vida durante miles de millones de años. Sin estos gases, la superficie de la Tierra sería un promedio de 33°C más fría. Si el vapor de agua – el gas de efecto invernadero más importante, el dióxido de carbono, el ozono, el óxido de nitrógeno y el metano no permanecieran en la atmósfera, habría temperaturas mucho menores. La Tierra probablemente sería una bola de hielo permanente. Esta probado que las actividades humanas han cambiando la composición de la atmósfera que fue el resultado de un proceso de miles de años. Desde la Era Preindustrial, la concentración de los tres gases de larga vida – dióxido de carbono, óxido de nitrógeno y metano – ha aumentado rápidamente llegando al nivel más alto que nunca, y la opacidad atmosférica ha aumentado debido a las partículas de aerosol – partículas aéreas sólidas o líqui-

Gases traza das usualmente de alrededor de 0.1 micrómetros de diámetro. Así, la humanidad se ha convertido a sí misma en un „parámetro“ del clima. Esta influencia antropogénica en el clima mundial lleva a dos preguntas centrales: primero, si la tasa de cambio de la composición atmosférica se encuentra mucho más allá de un cambio climático natural, y segundo, si todos los factores antropogénicos llevan a un calentamiento o enfriamiento promedio de la superficie de la Tierra.

Gases traza

21%

Los gases que comprenden menos del 1% de la composición atmosférica total son denominados „gases traza“. A esta categoría, entre otros, pertenecen el argón (Ar) con 0,9%, y dióxido de carbono (CO2), con 0,04% del total.

1%

Metano

Gases F El término „gases F“ se refiere a hidrocarburos fluorados, halogenados y compuestos de sulfuro (SF6). Son producidos exclusivamente por la industria como propulsores, refrigerantes, productos de limpieza o para sofocar llamas.

El metano es producido principalmente por la agricultura, por ejemplo en los procesos digestivos de animales rumiantes. También se acumula a través de la descomposición de sustancias orgánicas.

14,3%

Cantidad de gases de efecto invernadero en el total de emisiones en equivalencia en CO2 (2004)

1,1%

Dióxido de carbono (CO2 combustibles fósiles) Dióxido de carbono (CO2 deforestación y descomposición de biomasa)

7,9%

Óxido de nitrógeno La fuente principal de las emisiones de óxido de nitrógeno es la agricultura. Las emisiones de óxido de nitrógeno son generadas a través de la degradación de los compuestos de nitrógeno por el edafón, tal como la descomposición de fertilizantes nitrogenados.

Dióxido de carbono (CO2 otras fuentes)

2,8%

Óxido nitroso (N2O, gas de la risa) Gases F Metano (CH4)

Dióxido de carbono El dióxido de carbono es la contribución humana más grande al cambio climático. De 1970 a 2004, las emisiones de CO2 aumentaron en 80%. La causa principal de estas emisiones anuales de 38 Gt es la combustión de combustibles fósiles para obtención de energía, transporte y movilidad y actividades industriales.

17,3%

56,6% 25


Diagrama de presión de vapor

Capítulo 2 El clima > Principios básicos

presión de vapor alta a muy alta

GROENLANDIA ALASKA

presión de vapor media ISLANDIA

CANADÁ

Zona polar

Zona subpolar

Zona templada

Zona subtropical

Zona tropical

26

La segunda pregunta es respondida por los estudios hechos en las últimas décadas. Desde 1900 se ha detectado un promedio de calentamiento global de alrededor de 0,8oC. La percepción subjetiva de un invierno particularmente frío no cambia este hecho. Aquello está basado mayormente en observaciones regionales. El calentamiento global es un resultado, principalmente, del aumento de la concentración de gases con efecto invernadero de larga vida. Los efectos de enfriamiento debido niveles más altos de opacidad atmosférica y como consecuencia de esto a una formaciones de nubes alteradas que no pueden ser compensados por completo por el calentamiento global. Por lo que cualquier intento de un análisis preciso de las alteraciones a la sensibilidad del sistema climático, como la duplicación de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera, conduce

REINO UNIDO

NL BÉLGICA FRANCIA

ESTONIA LETONIA

DINAMARCA

LITUANIA

IRLANDA

EEUU

FINLANDIA

NORUEGA SUECIA

CZ SUIZA

PORTUGAL

KAZAKSTÁN

UCRANIA

SK

MOLDAVIA AUSTRIA HUNGRÍA SLO RUMANIA HR BIH SERBIA BULGARIA RKS CGO ITALIA AL MK

UZBEKISTÁN

TURQUÍA

GRECIA

ESPAÑA TÚNEZ

CHIPRE LIBANO

MALTA

GEORGIA ARMENIA AZ

JORDANIA

CUBA

GUATEMALA EL SALVADOR

JAMAICA BELICE HONDURAS

SAHARA OCCIDENTAL

REPÚBLICA DOMINICANA PUERTO RICO

ISLAS DEL CAPO VERDE

NICARAGUA

VENEZUELA

COLOMBIA ISLAS GALÁPAGOS

GUAYANA SURINAM GUAYANA FRANCESA

LIBIA

SIERRA LEONE

MALI

NÍGER

COSTA DE MARFIL

LIBERIA

NIGERIA

MYANMAR

INDIA

NAMIBIA

VANUATU

SRI LANKA

KENIA BURUNDI

FILIPINAS

CAMBOYA SOMALIA

UGANDA

REPÚBLICA DEMOCRÁTICA DEL CONGO

LAOS

TAILANDIA

RUANDA SEYCHELLES

SINGAPUR

I N D O N E S I A

MALAWI

ZIMBABUE

MADAGASCAR

MAURICIO

BOTSWANA MOZAMBIQUE

REUNIÓN

AUSTRALIA

a un amento de la temperatura entre 2,0 y 4,5°C, un margen de error relativamente grande. Un rango de tal amplitud se debe en gran medida al efecto de enfriamiento como consecuencia de una mayor opacidad atmosférica. En algunos países en desarrollo, la sensibilidad aumentó bruscamente, en algunos países desarrollados disminuyó, aunque permanece relativamente alta. Bajo estas condiciones una estimación exacta es difícil.

SURÁFRICA

LESOTO

Concentración de CO2 en la Globale Kohlenstoffbilanz atmósfera

ISLAS FALKLAND (ISLAS MALVINAS)

PAPÚA NUEVA GUINEA

TIMOR DES ESTE

SUAZILANDIA

URUGUAY

NUEVA CALEDONIA

MALASIA

COMORAS

PARAGUAY

ARGENTINA

FIYI

PALAOS

BRUNÉI

TANZANIA

ZAMBIA

CHILE

BANGLADESH

ETIOPIA

REPÚBLICA DE ÁFRICA CENTRAL

ANGOLA

BOLIVIA

BUTÁN

NEPAL UAE

YEMEN

YIBUTI

CONGO

BRASIL

ERITREA

SUDÁN

CHAD

BURKINA FASO

GABÓN

PERÚ Balance térmico de la Tierra

PAKISTÁN

OMÁN

CAMERÚN

ECUADOR

La radiación de energía térmica en los trópicos, a menudo teniendo nubes muy altas y por ello frías, es menor que al borde de los trópicos y subtrópicos. Por lo tanto, mucha energía es transportada de estas regiones por los océanos y la atmósfera hacia los polos. El cambio climático altera el efecto invernadero, el cual también modificará la disipación del calor.

EGIPTO

CHINA

AFGANISTÁN

KUWAIT BAHRÉINCATAR

El gas de efecto invernadero más importante es el vapor de agua. COREA DEL NORTE Cerca de ²/3 del efecto invernaJAPÓN COREA DEL SUR dero natural se debe al vapor de agua. Su cantidad en la atmósfera aumenta considerablemente con la temperatura. La masa del vapor de TAIWÁN de agua sobre 1m2 de la superficie GUAM HONG KONG la tierra disminuye con un aumento de la latitud. El promedio es alrededor de 24 kg/m2. VIETNAM

TAYIKISTÁN

ARABIA SAUDITA MAURITANIA

SENEGAL GAMBIA GUINEA BISSAU GUINEA

COSTA RICA PANAMÁ

ARGELIA

IRÁN

IRAK

MONGOLIA

KIRGUISTÁN

TURKMENISTÁN

SYRIA

ISRAEL

MARRUECOS

MÉXICO

Vapor de agua

POLONIA BIELORRUSIA

ALEMANIA

M A L D I V A S

El planeta puede ser dividido en cinco zonas climáticas. Cada zona es una región que demuestra condiciones climáticas similares durante el año. Parámetros para la clasificación del clima incluyen radiación solar, temperatura, y patrones de viento y de lluvia.

Dirijámonos a la primera pregunta. El ascenso más rápido en la temperatura global en los últimos 800.000 años fue durante un periodo de transición, cuando el mundo cambió de una intensa edad de hielo a un periodo interglaciar por medio de un calentamiento entre 4 y 5°C, y que duró aproximadamente 10.000 años. Hay que comparar eso a las proyecciones para los siguientes 100 años, en los que si una política climática globalmente coordinada fracasa y la humanidad continua dependiendo casi únicamente de combustibles fósiles. El calentamiento global promedio sobrepasaría los 4°C, y seguiría aumentando. Bajo las condiciones existentes, el calentamiento global inducido por el hombre en el siglo XXI avanza cien veces más rápido que bajo condiciones naturales. Esto es un problema para la adaptabilidad de muchos ecosistemas. El súbito cambio climático debido a la rápida desaparición de los glaciares escandinavos produjo una fuerte reducción de la diversidad de especies de árboles en los bosques de Europa Central y Occidental.

GHANA TOGO BENÍN

Zonas Climaticas

presión de vapor muy baja a baja

R U S I A

ISLAS FEROE

La concentración de CO2 en la atmósfera aumenta principalmente por la combustión de carbón y petróleo. Aparte de su aumento continuo con los años, un aumento en la concentración de CO2 puede ser atribuido a las estaciones del año. Durante la mitad de „verano“ del año, la biomasa aumenta en gran medida, lo cual a su vez disminuye la concentración de CO2. Durante los meses de invierno, la biomasa se descompone y con ello el CO2 fijado es liberado nuevamente.

Flujo hacia la atmósfera en gigatoneladas de carbono (GtC)

7

Combustibles fósiles 6,4 ± 0,4 GtC NUEVA ZELANDIA

6 5 Carbono restante en la atmósfera 3,2 ± 0,1 GtC

4 3

Cambios en el uso de suelo 1,6 ± 1,1 GtC

2 1 0

Balance global de carbono Ante todo, los océanos y los bosques son como receptores de CO2. Sin embargo, solo una parte de las 8 GtC liberadas a la atmósfera en los años noventa pudo ser fijada. Cerca de 3 GtC permanecen en la atmósfera.

-1 -2 -3 Flujo hacia la biosfera/océano

2,2 ± 0,4 GtC Reducción de carbono (océano) 2,6 ± 1,7 GtC Reducción de carbono (tierra)

27


Balance energético de la Tierra

Capítulo 2 El clima > El efecto invernadero aumenta

El balance energético entre la energía solar absorbida y el calor irradiado está cambiando debido al cambio climático. El efecto invernadero creciente lleva a un incremento neto de energía retenida de aproximadamente 1 W/m2, lo cual es suficiente para causar el calentamiento de los océanos. La radiación promedio de la superficie de la Tierra (396 W/m2) ha aumentado (actualmente en unos 5 W/m2) debido a un incremento en la temperatura de la Tierra en 0,8oC. La radiación atmosférica ha aumentado también en aproximadamente la misma cantidad. Comparado con el flujo energético humano (0,03 W/m2), se puede apreciar la importancia del cambio. Resultados netos: Aproximadamente 161 W/m2 de radiación solar es absorbida por la superficie de la Tierra. A estos se adhieren 333 W/m2 reflejados por los gases de efecto invernadero. 493 W/m2 abandonan la superficie de la Tierra por radiación de superficie, evapotranspiración y convección. El restante es una tasa neta de absorción de 1 W/m2.

El efecto invernadero aumenta Desde 1900 ha se observado un incremento de

0,8

grados centígrados en la temperatura promedio global

El oso polar El cambio climático progresivo amenaza la supervivencia de los osos polares. Estos animales carnívoros subsisten principalmente de focas y las cazan en los meses de verano en los bancos de hielo alrededor del Polo Norte. La pérdida del hielo ártico ha reducido su hábitat, así como la cantidad total de bancos de hielo. A menudo los témpanos, cada vez menos y más delgados, no pueden soportar el peso de los osos polares y éstos se pueden incluso ahogar durante la caza, pese a su habilidad para nadar.

28

En el siglo XIX los científicos ya exploraban el efecto invernadero en la atmósfera, y para fines del siglo habían indicado las consecuencias potenciales de un efecto invernadero por un aumento de las emisiones de dióxido de carbono a causa de la combustión de carbón. Una teoría completa sobre cambio climático antropogénico fue publicada ya en 1938. La primera alerta pública al rápido calentamiento global incrementado por un efecto invernadero atmosférico fue publicada en 1979 por un comité del Consejo Nacional de Investigación (National Research Council) en los Estados Unidos. Desde aquél entonces, los informes periódicos del Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) han mantenido informada a la ciudadanía global y han sido la base de políticas subsecuentes. El informe en 1990 dio lugar a la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC); el segundo en 1995 condujo al Protocolo de Kioto; el tercero en 2001 ayudó para que en 2005 se superaran los obstáculos frente al derecho internacional; y el cuarto informe, publicado en 2007, motivó, a pesar de la respuesta negativa de aquéllos países que temían consecuencias negativas económicas y políticas de gran influencia, llevó por lo menos el éxito parcial de la COP 16 en Cancún. Como mínimo la convención produjo declaraciones sobre protección forestal, la aceptación de una meta de un calentamiento máximo de 2°C sobre los niveles preindustriales para 2100, y la adopción de medidas para prevenir el cambio climático en países en desarrollo financiados por países industrializados. El efecto invernadero ha cambiando el balance energética, particularmente en la criósfera, es ahora un hecho comprobado.

Las emisiones individuales de los países son enormemente diferentes. Al observar las últimas décadas, en términos de valores absolutos, los países industrializados son los principales causantes del aumento del efecto de invernadero. Al clasificar las emisiones actuales per cápita, los países productores de petróleo, tales como Qatar, Kuwait, Emiratos Árabes Unidos y Arabia Saudita son igual de significativos. Existen informaciones de la década pasada que indican que muchos países ya se encuentran por encima de los países industrializados en términos de emisiones per cápita. Éstos incluyen no solo los países petroleros ya mencionados, sino también economías emergentes como Malasia e Indonesia, e incluso países en desarrollo, como Belice – este último en gran medida a causa de deforestación severa. Las emisiones de países industriales y productores de petróleo durante los últimos 50 años han sido más a costo de los países en desarrollo que a su propio costo. Los países en desarrollo más afectados son frecuentemente los más vulnerables, puesto que están en una posición precaria para adaptarse a las condiciones alteradas por el cambio climático. – producto nacional bruto bajo, carencia de infraestructura, conocimiento técnico inadecuado, etc. La brecha entre los principales contaminantes y los países más afectados se ensancha, haciendo así del cambio climático antropogénico una fuente de creciente desigualdad.

102 W/m2

radiación solar reflejada

341 W/m2

radiación solar recibida

79 W/m2 reflejada por nubes, aerosoles y atmósfera

239 W/m2 calor latente

radiación de calor hacia el espacio

78 W/m2

absorbida por la atmósfera

23 W/m2

reflejada desde la superficie

80 W/m2 17 W/m2

161 W/m2 absorbida por la superficie

convección

evapotranspiración

333 W/m2 absorción por la superficie

396 W/m2

radiación desde la superficie

29


Capítulo 2 El clima > La reacción del ciclo del agua GROENLANDIA ALASKA

Principales transgresores y víctimas Mientras que los países industrializados y productores de petróleo han sido los principales emitentes de CO2 en los últimos cinco años, los países en desarrollo han sentido más agudamente el impacto del cambio climático. Éstos tienen pocas opciones para ajustarse a cambios tan extremos. Esto significa que el cambio climático incrementa las injusticias ya existentes.

EEUU

En el Océano Pacífico Occidental tropical el nivel del mar ha subido

18

cm en los últimos 18 años

Consumo de carne Un consumo mayor de carne contribuye al cambio climático. El alto número de animales de granja producidos para satisfacer la demanda emite una gran cantidad del gas de efecto invernadero metano. El metano tiene un ciclo de vida en la atmósfera más corto que el CO2, pero calculado por un periodo de 100 años, es 23 veces más dañino al clima que el CO2. Además, la creación de tierras de pastoreo suele llevar a la deforestación, por ejemplo en las selvas. A ello se suma el crecimiento enorme del uso de agua para mantenimiento de los animales. Comer menos carne es una medida adecuada para proteger el clima.

30

El agua es la sustancia dominante en el sistema climático. Los tres estados de agregación están presentes en la atmósfera. Las superficies naturales más claras y las más oscuras son casi enteramente de agua, principalmente en forma de nieve polvo y en superficies marinas, respectivamente. También existe el vapor de agua, el cual puede aumentar su concentración por temperaturas en ascenso.

MÉXICO

CUBA JAMAICA

GUATEMALA EL SALVADOR

BELICE HONDURAS

Teniendo esto en cuenta, existen por lo menos dos reacciones que se auto aceleran en el ciclo del agua. Debido al calentamiento global, las superficies más claras, como la nieve y las placas de hielo, se derriten, de modo que se incrementa la proporción de superficies oscuras, las cuales se calientan y se propagan más rápido que las superficies claras. Un ciclo funesto se pone en marcha: el calentamiento global acelera al calentamiento global. Un efecto similar acontece en la atmósfera. Debido a las grandes superficies de agua, una alta temperatura del aire lleva a altos niveles de vapor de agua, el cual conduce a su vez a un mayor calentamiento global. El vapor de agua, el gas de efecto invernadero más importante, ha incrementado un impacto sobre el calentamiento global que fue iniciado por el efecto invernadero de otros gases de efecto invernadero. Hay cálculos que muestran que al duplicar el contenido de dióxido de carbono en la atmósfera de 280 a 560 ppm (partes por millón), el ciclo del agua incrementa los niveles del calentamiento global, de „apenas“ 1,2°C a por lo menos un factor de dos. El factor de efecto desconocido son las nubes. Aún queda por saber si el efecto de enfriamiento promedio de las nubes ha aumentado, paliando así el calentamiento global

REPÚBLICA DOMINICANA PUERTO RICO

VENEZUELA

COLOMBIA ISLAS GALÁPAGOS

TÚNEZ

LIBIA

EGIPTO

MAURITANIA

SIERRA LEONE

MALI

COREA DEL SUR

NEPAL

BURKINA FASO COSTA DE MARFIL

LIBERIA

INDIA

NIGERIA

KENIA RUANDA BURUNDI

FILIPINAS

VANUATU

SRI LANKA

UGANDA

REPÚBLICA DEMOCRÁTICA DEL CONGO

VIETNAM

CAMBOYA SOMALIA

ETIOPIA

REPÚBLICA DE ÁFRICA CENTRAL

GUAM

HONG KONG LAOS

TAILANDIA

YEMEN

YIBUTI

TAIWÁN MYANMAR

SUDÁN

CHAD

BUTÁN

BANGLADESH

UAE

OMÁN ERITREA

JAPÓN

CHINA

AFGANISTÁN

PAKISTÁN

NÍGER

NAMIBIA

SEYCHELLES

FIYI

PALAOS

BRUNÉI

NUEVA CALEDONIA

MALASIA SINGAPUR

I N D O N E S I A

TANZANIA

PAPÚA NUEVA GUINEA

TIMOR DES ESTE

COMORAS MALAWI

ZIMBABUE

MADAGASCAR

MAURICIO

BOTSWANA MOZAMBIQUE

PARAGUAY

SURÁFRICA ARGENTINA

COREA DEL NORTE

TAYIKISTÁN

ARABIA SAUDITA

ZAMBIA

CHILE

KUWAIT BAHRÉINCATAR

ANGOLA

BOLIVIA

IRÁN

IRAK

MONGOLIA

KIRGUISTÁN

TURKMENISTÁN

SYRIA

JORDANIA

ARGELIA

CONGO

BRASIL

GEORGIA ARMENIA AZ

ISRAEL

GABÓN

PERÚ

UZBEKISTÁN

CHIPRE LIBANO

MALTA

MARRUECOS

CAMERÚN

ECUADOR

KAZAKSTÁN

TURQUÍA

GRECIA

ESPAÑA

SENEGAL GAMBIA GUINEA BISSAU GUINEA GUAYANA SURINAM GUAYANA FRANCESA

LITUANIA

NL POLONIA BIELORRUSIA ALEMANIA UCRANIA CZ SK MOLDAVIA AUSTRIA HUNGRÍA FRANCIA SLO SUIZA RUMANIA HR BIH SERBIA CGO RKS BULGARIA ITALIA AL MK

PORTUGAL

ISLAS DEL CAPO VERDE

COSTA RICA

ESTONIA LETONIA

DINAMARCA

BÉLGICA

SAHARA OCCIDENTAL

NICARAGUA

PANAMÁ

REINO UNIDO IRLANDA

FINLANDIA

NORUEGA SUECIA

M A L D I V A S

CANADÁ

R U S I A

ISLAS FEROE

GHANA TOGO BENÍN

La reacción del ciclo del agua

ISLANDIA

REUNIÓN

AUSTRALIA

SUAZILANDIA

LESOTO URUGUAY

por medio de una reacción negativa, o si las nubes no han reforzado el calentamiento de algún modo. Estimar el impacto en las nubes no solo depende del grado de la cubierta de nubes, sino también en la elevación cambiante de éstas, el tamaño y número de cristales de hielo y la presencia de gotas microscópicas. En cualquier caso, el potencial de las nubes para atenuar o aumentar el calentamiento global ha sido estimado en los últimos tres años con un efecto más bajo que en los años anteriores. De acuerdo a esto el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) partió por primera vez de la base de un calentamiento de 3°C si se hace una adaptación completa del modelo climático

ISLAS FALKLAND (ISLAS MALVINAS)

con una duplicación de la concentración de dióxido de carbono. Los niveles del mar son también un parámetro clave en el ciclo del agua que afecta a la mitad de la Humanidad que vive en regiones costeras. Estos niveles crecientes y decrecientes ya han sido medidos regionalmente con altímetros satelitales. El Océano Pacífico Occidental es un ejemplo extremo con un incremento medido de 10mm anuales durante los últimos 18 años, lo cual ha mostrado efectos secundarios considerables para las naciones insulares del Pacífico. Con un incremento promedio de 3,0 a 3,5mm por año, casi todas las superficies costeras han experimentado una erosión intensa. Debido a que tanto el calentamiento de los océanos y como el

Emisiones de CO2 y perjuicios Mayores emisiones de CO2 per cápita

NUEVA ZELANDIA

Mayor vulnerabilidad social y/o agroeconómica Mayores emisiones per cápita de CO2 , y vulnerabilidad social y/o agroeconómica Sin datos Región con mayor vulnerabilidad ecológica derretimiento de las masas de hielo son procesos lentos, el ascenso del nivel del mar tiene la respuesta más lenta a una política climática exitosa. Por lo tanto, existe el riesgo de que en las décadas venideras, los niveles del mar más altos queden fuera de foco de la política de cambio climático actual.

31


Cambios pronosticados en los patrones de precipitación

Capítulo 2 El clima > Proyecciones del Cambio Climático

Proyecciones del Cambio Climático Hace 125.000 años hubo un periodo interglaciar con temperaturas muy similares a las de hoy en día. En esos días los niveles del mar eran

El cambio relativo de precipitaciones en porcentaje para el periodo 2090-2099 comparado con los años 1980-1999. Para los cálculos de usaron diferentes modelos y un escenario promedio para el comportamiento humano. Al lado izquierdo se encuentra el cambio proyectado para los meses de diciembre a febrero; al lado derecho está el cambio para julio y agosto. Las áreas para las que los modelos tenían menos de 66% de concordancia en términos de cambio están en blanco; las áreas para las que más del 90% de los modelos concuerdan en cambios perceptibles están punteadas.

4-6

metros más altos a los de hoy Invierno (diciembre-febrero)

Niveles del mar crecientes Cerca de 160 millones de personas viven a un metro o menos sobre el nivel del mar, el cual probablemente aumentaría en un metro para el año 2100 si no se implementa una protección activa contra el cambio climático. Esta es una de las consecuencias más peligrosas producto del cambio climático. Bangladesh es especialmente vulnerable. Cada año huracanes y monzones provocan inundaciones enormes que se han intensificado como consecuencia del cambio climático. En el año 2007 hubo las peores inundaciones en los últimos 16 años. Se estima que 50 millones de personas fueron afectadas.

32

Es difícil de predecir el comportamiento humano en las décadas venideras. Los escenarios de un posible cambio climático deben por lo tanto considerar un gran rango de variabilidad para así poder abarcar la conducta de la humanidad. Un hecho importante es común para todos los escenarios, y es que en solo un siglo de calentamiento global promedio causado por la especie humana tomaría sin influencia del hombre algunos milenios. Aún con un incremento de 2°C – la meta del máximo calentamiento tolerable comparado con los niveles preindustriales, acordado por los delegados en la cumbre climática en Cancún, el 10 de diciembre de 2010 – el Homo sapiens vivirá en condiciones climáticas sin precedentes. Además, todavía no está claro si la capa continental de hielo de Groenlandia comenzará a derretirse irreversiblemente (en una escala de tiempo humana) con un calentamiento por debajo de la meta de los 2°C. Esto llevaría, en una cuestión de siglos, a un aumento en

Verano (julio-agosto)

los niveles del mar de varios metros – con el derretimiento completo de cerca de 7m de hielo. Puede ser que la meta declarada de 2°C tenga que ser revisada para que la humanidad evite daños aún mayores. Una dificultad adicional es que una política de protección al clima basada en algunos descubrimientos no tienen evidencia directa que las apoye. El cambio climático sucede a través de generaciones. Las consecuencias del comportamiento humano de hoy son solo registradas por las generaciones de mañana o pasado mañana. Así que los diferentes escenarios, tales como un mundo en el que está „apenas” sobre la meta de los 2°C a causa de una „transición acelerada hacia una sociedad basada en el conocimiento con gobiernos ambientalmente conscientes” (catalogado como „B1“ por el IPCC) no mostrará una distinción perceptible en términos de cambio climático antes de los 30 años de un „mundo con conflictos regiona-

les, uso masivo del carbón y ningún desarrollo significativo de los países en desarrollo” (A2). Para aquél entonces será demasiado tarde para revertir los efectos. Para la mayoría de la gente, el cambio en la temperatura es menos problemático que los cambios resultantes e inevitables del régimen de lluvias, así como la redistribución de ésta a lo largo del año. Estos cambios siguen una cierta sistemática: una disminución de la lluvia en los trópicos semiáridos y en los subtrópicos, y un aumento en las latitudes altas y, en parte, al interior de los trópicos. Cualquiera que ya tiene suficiente agua recibirá más, y aquellos que son afectados por falta de agua experimentarán mayor escasez. La razón física de esto se debe al ligero cambio de los caminos de baja presión de la zona templada hacia el polo y al mismo tiempo de una reducción de las diferencias de temperatura entre latitudes altas y bajas.

Redistribución de la precipitación En el caso de que no se tomen medidas para proteger el clima, se espera una redistribución masiva de la precipitación. De 1900 a 2005, el norte de Europa y Asia Central presentaron precipitaciones más altas, mientras que la región del Sahel, Sudáfrica, la región del Mediterráneo y el Sudeste Asiático presentaron niveles de lluvias más bajos. Si se acelera esta tendencia, las áreas que reciben poca lluvia hoy en día recibirán aún menos en el futuro. Las regiones que actualmente perciben más lluvia que el promedio recibirán todavía más. En una perspectiva global, se expandirán las zonas áridas.

Reunión de gabinete de las Maldivas En octubre de 2009, los ministros del gobierno maldivo llevaron a cabo una reunión submarina en el fondo del océano. Temían por la supervivencia de su tierra natal y utilizaron la reunión como un llamado de acción para la protección del clima.

33


Capítulo 2 El clima > Posible calentamiento global para 2100 Capítulo 2 El clima > Fuentes de Energías renovables como una solución

Posible calentamiento global para 2100 La meta de los 2oC El comportamiento humano tiene impacto sobre el grado de calentamiento de la superficie de la Tierra. Con base en la temperatura promedio entre 1980 y 1999, fue simulada la evolución de ésta para el siglo XXI. Se asumieron muchos y muy diferentes escenarios de desarrollo social. Se descubrió que solo a través de una protección activa contra el cambio climático se puede lograr la meta de un incremento máximo de 2oC en la temperatura.

¿Cuánto y por cuánto tiempo puede seguir quemándose carbono y aún alcanzar la meta de 2°C? Puesto que las consecuencias del efecto invernadero en el calentamiento global todavía no son completamente conocidas, se debe argumentar con probabilidades. Con un error probabilístico de menos de 5%, se podrían emitir solo 750Gt adicionales de dióxido de carbono. Con emisiones de 1000Gt de dióxido de carbono la probabilidad de sobrepasar el límite de los 2°C es de 25%. De este modo, los niveles actuales de emisiones mundiales de 10Gt de carbono anuales, que corresponden a

con

Fuentes de Energías renovables como una solución 36,7Gt de dióxido de carbono, solo pueden ser emitidas por otros 20 a 30 años. En estos cálculos, realizados por el Consejo Científico del Gobierno de la República Federal de Alemania sobre Asuntos Ambientales Globales (WBGU por sus siglas en alemán), las emisiones de metano y de óxido nitroso debido a la deforestación fueron incluidas, pero no así las emisiones agrícolas. Aún así, la conclusión es clara; la humanidad debe despedirse de los combustibles fósiles y moverse hacia otras fuentes de energía en las décadas venideras para satisfacer la incesante necesidad de energía.

sin

Máx. +2oC

Es fácil clasificar las energías renovables en términos de su potencial energético. El Sol está en primer lugar. La radiación solar provee por lo menos 5.000 veces más energía que la humanidad requiere hoy. Le sigue el viento, con un promedio de alrededor de 2% de la energía irradiada por el Sol, pero eso es todavía un suministro suficiente como para proveer energía sin causar un daño ambiental por uso excesivo. Puesto que ambas formas de energía renovable varían enormemente de acuerdo a la ubicación geográfica y a largo plazo, deben combinarse ambas formas de energía para lograr un abastecimiento

estable a largo plazo por medio de redes de interconección o una capacidad de almacenamiento de horas a meses, o una combinación de ambas. Todas las otras formas de energía deberían ser usadas solamente como un suplemento, especialmente para áreas densamente pobladas o metropolitanas. Un ejemplo numérico de Alemania contribuye a una clarificación. La densidad de fluencia energética es de unos 1,5 vatios por metro cuadrado (W/m²). Un maizal adecuadamente fertilizado almacena 0,3 W/m² de los 110 W/m² de la energía solar que ofrece la superficie de Alemania en promedio al año. Alemania necesitaría por lo tanto cinco veces su propia superficie para proveerse con suficiente energía exclusivamente proveniente de la biomasa del maíz. Los lugares adecuados para el uso de energía hidráulica están ya completamente en uso en Alemania y además son muy pocos. Con una densidad de fluencia energética de 0,02 W/m² solo puede ofrecer un 4% de la corriente eléctrica.

Para proveer a Alemania de energía suficiente únicamente a través de fuentes hidroeléctricas dentro de sus fronteras nacionales, se necesitaría una superficie

75 veces mayor

No cabe duda de la importancia primordial del Sol, y en menor medida del viento, como fuentes de energía renovables para el sistema energético global del futuro. La biomasa, la energía geotérmica profunda, la hidroeléctrica, la undimotriz y la mareomotriz solo pueden ser suplementos en muchos países, y con la expansión de estructuras solares y eólicas, es probable que se reduzcan.

La Humanidad aún no ha vivido con esta temperatura

Medidas de políticas climáticas

34

Medidas de políticas climáticas

35


Capítulo 3

Energía Jürgen Schäfer

El Sol ha provisto a la Tierra de energía por miles de millones NASA/courtesy of nasaimages.org

de años. Suministra mucho más de lo que la humanidad necesita. DESERTEC ofrece un concepto integrado para aprovecharla. 36

37


Unidades de almacenamiento para 1 kWh

Capítulo 3 Energía > Producción y distribución de energía

Producción y distribución de energía El

67,6% de la producción mundial de electricidad proviene de fuentes fósiles de energía

„Producción de energía” o „generación de energía” es parte del lenguaje cotidiano. Sin embargo, en realidad, la energía no es ni „producida” ni „generada”. La energía se encuentra constante en el universo, de modo que solo puede ser convertida de una forma a otra. Esta condición es conocida como la primera ley de la termodinámica. „Generación de energía” simplemente significa que la energía es transformada ya sea para hacerla apta para consumo humano o para ser almacenada. Por ejemplo, la quema de carbón para producir energía térmica es solo una conversión de energía solar que ha estado absorbida por las plantas hace millones de años y luego fue concentrada por un largo periodo de tiempo y transformada en carbón o petróleo. Para poder convertir el agua de las represas en energía, la energía „invertida” en el proceso, es decir, el agua que ha sido bombeada a los embalses, es recuperada cuando ésta fluye a través de las turbinas. Un elemento importante a considerar en la conversión de energía para necesidades humanas es el uso de diferentes recursos. Una opción es utilizar los recursos que tomaron millones de años en generarse y cuya disponibilidad es finita, tales como el petróleo, el gas natural o el carbón. Alternativamente, se podría utilizar una fuente que se encuentra directa, permanente e inexhaustible disponible en la Tierra. Este es el enfoque del Concepto DESERTEC y su planteamiento de una política energética global. A pesar de que las fuentes de energía renovables que éste propone aprovechar varían según las condiciones geográficas y climáticas, el enfoque es primordialmente a energía solar y eólica.

38

Aprox. 50-100 baterías

Aprox.1 hora de radiación solar vertical por m2

Por consiguiente, el Concepto se apoya en centrales de energía solar por concentración (ESC) que acumulan el calor del sol. La eficiencia de estas centrales solares es considerablemente mayor que la de los sistemas fotovoltaicos, cuyo rendimiento y eficiencia disminuyen significativamente cuando las temperaturas de la superficie aumentan. Los desiertos son las ubicaciones ideales para estas centrales y sus climas ricos en sol son particularmente adecuados para el uso comercial, ya que su alto rendimiento energético compensa la alta inversión inicial requerida para construirlas. Para regiones templadas como el Mediterráneo, un sistema fotovoltaico es la elección óptima dadas las temperaturas moderadas y la larga duración de la luz solar. En las tempestuosas regiones costeras del centro y el norte de Europa, el Concepto DESERTEC favorece instalaciones de producción de energía eólica, especialmente de parques eólicos costa afuera. Las condiciones en las áreas costeras son ideales para generar electricidad dado el viento continuo e ininterrumpido. La influencia de la superficie marina no afecta mayormente las corrientes de viento, así el viento es más constante (menos áspero) y el potencial energético es significativamente mayor que tierra adentro. La energía eólica, junto con la solar, es un pilar esencial en la mezcla de energías renovables. Estas dos variedades principales son complementadas con energía producida a través de sistemas geotérmicos, de biomasa e hidráulicos. En principio, estas tres formas tienen un potencial significativo. Por ejemplo, la cantidad anual de biomasa forestal producida tiene un potencial energético 25 veces mayor que la cantidad anual produci-

Aprox. 7,3 toneladas de agua de embalse a una altura de 50 m

Aprox. 0,1 L de gasolina/diesel

de electricidad corresponde a

Aprox. 0,28 m3 de hidrógeno gaseoso

Aprox. 0,12 m3 de gas natural

da de petróleo crudo. No obstante, las ventajas y desventajas de utilizar estas fuentes de energía dependen en gran medida de las condiciones locales. La disponibilidad es un problema significativo. Cualquier energía producida, o más bien convertida, está disponible inicialmente solo en el sitio de la conversión. A fin de alcanzar al consumidor final, la energía debe ser transportada por ejemplo por líneas de transmisión o tube-

Aprox. 0,25 kg de leña

Aprox. 0,13 kg de carbón

rías de gas, por camiones cisterna o por una variedad de otros medios. La distribución energética, particularmente la eléctrica, es por lo tanto una parte esencial del sistema de suministro. En el Concepto DESERTEC el suministro de electricidad es de origen regenerativo. Esto implica que la red central de distribución debe transformarse en una red inteligente, compuesta de redes centrales y locales.

39


Capítulo 3 Energía > El uso mundial de energías renovables

81% energías no renovables

El uso mundial de energías renovables Las energías renovables representan menos del

19 % de la producción energética mundial

5,2% 5,8%

Las energías renovables o regenerativas son energías que provienen de fuentes que se renuevan por sí mismas con relativa rapidez, o que su uso no agota la fuente. Esto significa que las energías renovables incluyen a las fuentes de sol, viento, agua, geotérmicas y de biomasa. El uso de energías renovables ya ha sido introducido a todo el mundo, aunque en proporciones distintas de una región a otra. De acuerdo a estadísticas realizadas en 2008 por la Agencia Internacional de Energía, las energías renovables representan el 19% de la generación mundial de energía eléctrica y 3% de la generación mundial de energía térmica. En 2007, la biomasa tradicional fue el recurso renovable energético más utilizado a nivel mundial con una proporción de 75% debido en gran parte al uso abundante de biomasa tradicional en África. La energía hidráulica, incluyendo las centrales de gran escala, es

la única forma alternativa de producción de energía que se le acerca, con 16%. Otras fuentes de energía – solar, termal, fotovoltaica y eólica – son insignificantes, aunque todo indica a que éstas tienen el potencial más grande en términos de desarrollo y de rentabilidad. Aún así, el uso de energías renovables no significa que su aplicación es automáticamente sostenible. Mucha de la biomasa en África no es sostenible dada la generalizada preparación de alimentos rudimentaria a fuego abierto, que ha llevado a la deforestación y degradación, sin mencionar los costos sociales de problemas respiratorios asociados a esta práctica. La energía hidráulica de las grandes represas tampoco es sostenible porque superficies grandes deben ser inundadas, resultando en graves impactos para el paisaje, los habitantes en general y el clima regional.

2007

Proporción de energías renovables en producción total de electricidad Energía solar por concentración/ Fotovoltaica Geotérmica Biomasa Eólica Energía hidráulica

97% energías no renovables

2009 13,5 GW

3%

+78%

21 GW

+30%

17 mil millones de L 76 mil millones de L

+29%

159 GW

+176%

Producción de biodiesel

10 mil millones de L

Producción de etanol

53 mil millones de L

Eólica

94 GW

Inversiones en energías renovables

US$ 104 mil millones

US$ 130 mil millones

+19%

US$ 150 mil millones

+45%

Termosolar

125 GWth

149 GWth

+19%

180 GWth

+44%

Hidráulica

920 GW

40

15 mil millones de L 69 mil millones de L 121 GW

950 GW

19%

3,5%

2008

7,6 GW

1,7%

87%

El uso mundial de energías renovables

Solar fotovoltaica

0,3%

+50%

+3%

980 GW

96,5%

+70% +43% +70%

Proporción de energías renovables en el suministro térmico Geotérmica Biomasa

+7%

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Capítulo 3 Energía > Energía solar por concentración y fotovoltaica Centrales de concentradores parabólicos Utilizando la luz solar concentrada, un medio es calentado en un concentrador parabólico a unos 400°C. Esta energía es transportada a una caldera donde se genera vapor, el cual pasa por una turbina, generando electricidad. Esta técnica ha estado en uso desde mediados de los años ochenta.

Energía solar por concentración y fotovoltaica Sistemas fotovoltaicos Los sistemas fotovoltaicos pueden convertir directamente la energía lumínica en eléctrica. Estos son utilizados por redes eléctricas o como fuentes locales de energía, por ejemplo, paneles en tejados, jardines o en sistemas del hogar para una producción energética independiente.

Sistemas de platos Centrales termosolares Una superficie absorbente con una torre central que recibe el calor solar concentrado reflejado por un campo de heliostatos distribuidos alrededor de la torre y los cuales apuntan hacia la punta de ésta. La superficie absorbente transfiere la energía acumulada a una sustancia capaz de transportar el calor y esto activa el proceso de la generación de electricidad vía turbinas de vapor en movimiento. En a punta de la torre pueden alcanzarse temperaturas entre 600-1200°C.

En un año, el Sol produce

5000 veces más energía de lo que la humanidad actualmente consume

42

La energía irradiada por el sol es utilizada en procesos fotovoltaicos y termosolares para producir electricidad, así como calor. La superficie de la Tierra recibe una cantidad permanente y constante de 1,367 kWh/m2 de energía solar, llamada la constante solar. Parte de esta radiación llega en el rango visible de ondas (la luz) entre las infrarrojas y ultravioletas. Sin embargo, la constante solar y la capacidad de radiación se refiere a la radiación vertical (el ángulo de cénit) y disminuye según la variación del ángulo de incidencia. En otras palabras, el sol nunca brilla directamente entre los trópicos y los polos de la

Tierra. Por lo tanto, mientras más cerca de los polos se encuentre uno, menos energía llegará a la superficie de la Tierra. Además la absorción en la atmósfera y otros efectos meteorológicos disminuyen la radiación solar. La cantidad promedio de radiación solar por unidad de suelo en el mundo durante un año es de unos 165 W/m2, lo cual es cerca de 5000 veces la cantidad de energía que la humanidad necesita. Existen muchas maneras para transformar la energía solar. En un sistema fotovoltaico, la luz del sol es convertida inmediatamente

Los sistemas de discos (parabólicos) son aptos para uso local. Un espejo cóncavo absorbe y concentra los rayos del sol en el centro del sistema (punto focal). Utilizando helio o aire, la energía absorbida pasa por una turbina. Durante este proceso se alcanzan temperaturas entre 600 a 1200°C.

en electricidad. Las celdas solares utilizadas en las centrales fotovoltaicas están compuestas de ciertos materiales básicos, incluyendo: silicio, cadmio telurid o indio antimonid, y estructuras materiales diferentes (monocristalinas, policristalinas, amorfas, etc.). La eficiencia actual de los paneles solares puede capturar entre 10 y 20% de la energía solar irradiada. La elección de las combinaciones de material/estructura óptimas depende entre otros factores de las materias primas, la ubicación de la instalación y los costos. Las celdas solares y las centrales fotovoltaicas cuentan con la ventaja adicional de que son de bajo mantenimiento, puesto que no

tienen partes móviles sujetas a deterioro por uso. Además, estas celdas fotovoltaicas pueden ser usadas como parte de la red o como sistemas independientes, y pueden ser fuentes locales de abastecimiento de energía. La desventaja, no obstante, es que la energía eléctrica no puede ser almacenada fácilmente, el rendimiento de las celdas disminuye cuando las temperaturas aumentan y solo ciertas longitudes de onda pueden ser utilizadas para la conversión de energía. Además el rendimiento de un sistema fotovoltaico disminuye con un uso continuo, de modo que después de 20 años solo alcanzan el 80% de la producción inicial.

43


Potencial mundial de la energía termosolar

Capítulo 3 Energía > Energía solar por concentración y fotovoltaica GROENLANDIA

potencial bajo

ALASKA

ISLANDIA

de energía

Colocación de la primera piedra de la central solar más grande del mundo en California En California, la central solar más grande del mundo está siendo construida, con una producción total equivalente a la de una central nuclear. El Secretario del Interior y el Gobernador de California participaron en la ceremonia. Los primeros 500 MW serán de centrales fotovoltaicas. California planea satisfacer para 2020 el 33% de sus necesidades energéticas con fuentes de energía renovables.

44

CANADÁ

REINO UNIDO IRLANDA

Un beneficio de la energía solar por concentración en comparación a los sistemas fotovoltaicos es la notable superioridad en

potencial alto

ESTONIA LETONIA

DINAMARCA

LITUANIA

NL POLONIA BIELORRUSIA ALEMANIA UCRANIA CZ SK MOLDAVIA AUSTRIA HUNGRÍA FRANCIA SLO SUIZA RUMANIA HR BIH SERBIA CGO RKS BULGARIA ITALIA AL MK

KAZAKSTÁN

BÉLGICA

EEUU PORTUGAL

TÚNEZ

UZBEKISTÁN

TURQUÍA

GRECIA

ESPAÑA

CHIPRE LIBANO

MALTA

GEORGIA ARMENIA AZ

JORDANIA

MÉXICO CUBA JAMAICA

GUATEMALA EL SALVADOR

BELICE HONDURAS

SAHARA OCCIDENTAL

REPÚBLICA DOMINICANA PUERTO RICO

ISLAS DEL CAPO VERDE

NICARAGUA

VENEZUELA

COLOMBIA ISLAS GALÁPAGOS

GUAYANA SURINAM GUAYANA FRANCESA

LIBIA

EGIPTO

MAURITANIA

SIERRA LEONE

MALI BURKINA FASO

COSTA DE MARFIL

LIBERIA

SEYCHELLES

I N D O N E S I A

PAPÚA NUEVA GUINEA

TIMOR DES ESTE

MALAWI

ZIMBABUE

MADAGASCAR

MOZAMBIQUE

MAURICIO REUNIÓN

AUSTRALIA

SUAZILANDIA

LESOTO

ISLAS FALKLAND (ISLAS MALVINAS)

SINGAPUR

BOTSWANA

SURÁFRICA URUGUAY

FIYI

NUEVA CALEDONIA

MALASIA

COMORAS

PARAGUAY

ARGENTINA

VANUATU PALAOS

BRUNÉI

TANZANIA

ZAMBIA

NAMIBIA

FILIPINAS

SRI LANKA

KENIA BURUNDI

VIETNAM

CAMBOYA SOMALIA

RUANDA

ANGOLA

CHILE

INDIA

GUAM

HONG KONG LAOS

TAILANDIA

UGANDA

REPÚBLICA DEMOCRÁTICA DEL CONGO

TAIWÁN MYANMAR

ETIOPIA

REPÚBLICA DE ÁFRICA CENTRAL

BUTÁN

BANGLADESH

YEMEN

YIBUTI

NIGERIA

CONGO

BRASIL

NEPAL

UAE

SUDÁN

CHAD

JAPÓN

CHINA

AFGANISTÁN

OMÁN ERITREA

GABÓN

PERÚ

COREA DEL SUR

PAKISTÁN

NÍGER

CAMERÚN

ECUADOR

KUWAIT BAHRÉINCATAR

COREA DEL NORTE

TAYIKISTÁN

ARABIA SAUDITA

SENEGAL GAMBIA GUINEA BISSAU GUINEA

COSTA RICA PANAMÁ

ARGELIA

IRÁN

IRAK

MONGOLIA

KIRGUISTÁN

TURKMENISTÁN

SYRIA

ISRAEL

MARRUECOS

BOLIVIA

Existen dos tipos principales de centrales ESC. Un sistema utiliza una multitud de espejos móviles que reflejan la radiación solar hacia un „receptor” central, como una torre que capta a energía solar. En este sistema, todos los espejos deben seguir permanentemente el trayecto del Sol. Sin embargo, los espejos no pueden encontrarse más allá de una determinada distancia de la torre, ya que la difusión de la energía sería demasiado alta, por lo que el tamaño de la central es restringido. El otro tipo de sistema utiliza „concentradores”, donde el agua o el medio líquido es colocado en tubos a través de los puntos focales de los concentradores. Sin embargo, este tipo de planta no puede calentar el medio líquido a temperaturas tan altas. Tal sistema es expandible a cualquier escala, por lo que se pueden construir centrales con alto potencial.

FINLANDIA

NORUEGA SUECIA

M A L D I V A S

15 GW

La energía solar por concentración (ESC) utiliza la radiación del sol para producir energía térmica, la cual, por ejemplo, puede ser utilizada para refrigeración, para plantas de tratamiento de agua, o por medio de una turbina para generar electricidad. Los sistemas termosolares pueden ser instalados localmente para proporcionar energía a hogares individuales (por ejemplo, captadores solares planos o paneles de tubos al vacío), los cuales funcionan igual que una central de energía termosolar para convertir el calor en electricidad. Utilizando espejos de diferentes tamaños y formas, estas instalaciones captan la energía solar. El calor concentrado resultante calienta un medio – usualmente algún tipo de líquido – que termina en forma de gas o vapor en una turbina, la cual por medio de un generador produce electricidad.

GHANA TOGO BENÍN

La capacidad instalada de centrales de energía solar por concentración a nivel mundial equivale a aproximadamente 1 GW. Las centrales eléctricas que actualmente están siendo desarrolladas o se encuentran en construcción pueden proveer

potencial medio

R U S I A

ISLAS FEROE

Potencial mundial para la producción de energía termosolar El Programa SSE de la NASA (Programa de Meteorología de la Superficie y Energía Solar) ha acumulado datos de la radiación normal promedio por más de 22 años. Utilizando información recopilada durante 1983 a 2005, el Centro Aeroespacial Alemán (DLR) creó un mapamundi en el cual se plasmó la irradiación promedio en kWh/m2/año. Las áreas con la radiación directa promedio más alta tienen las mejores condiciones para el uso de energía termosolar.

NUEVA ZELANDIA

la capacidad de almacenar energía. El calor producido por termosolar puede, por ejemplo, ser almacenado con ayuda de sales fundidas. El calor almacenado es procesado a través de turbinas y transformado en energía cuando sea requerido. De esta forma, la central de energía solar por concentración logra una mayor eficiencia que puede alcanzar, dependiendo de su utilización, de 20 a 85%. Las desventajas son los costos operativos y de mantenimiento, que son más altos que en las centrales fotovoltaicas.

45


Equilibrio mundial del viento y circulación atmosférica

Capítulo 3 Energía > Energía eólica

Energía eólica La energía del viento es la velocidad de este al cubo. Una duplicación en la velocidad del viento significa un incremento por

8 en

la energía del viento

Recientemente, ha habido un brusco incremento en la electricidad generada a partir del viento. Esta tendencia es liderada por Estados Unidos y seguida por China, Alemania y España, pero la idea no es nueva. La conversión energía eólica en energía utilizable (por ejemplo: mecánica) ya se ha usado por siglos. Basta con pensar en bombas de agua y molinos de viento. Cuando se convierte el viento en energía eléctrica, las turbinas de viento funcionan de modo similar al generador de una bicicleta, en donde la rotación de los engranes se convierten en energía eléctrica, la cual es posteriormente convertida en luz. Una turbina de viento utiliza el viento para poner las aspas en movimiento, las cuales entonces impulsa un generador. Esto produce corriente alterna que es conectada directamente a la red, o bien, convertida en corriente continua y transportada a una subestación. El potencial mundial de electricidad sostenible a partir de energía eólica está estimado en 39.000 TWh al año, aproximadamente el doble del consumo actual mundial. La conversión de la energía eólica es la utilización de la energía cinética de las masas de aire para impulsar a las turbinas de viento. El viento es creado por la circulación del aire desencadenada por una diferencia en presiones atmosféricas entre la diferentes regiones del globo. El viento de áreas con alta presión atmosférica se traslada a áreas de baja presión en un intento por lograr el igualamiento en la presión. Las diferencias en las temperaturas aéreas, del agua y de la superficie de la tierra son las causas de estas diferencias en la presión atmosférica. Esto crea una variedad de sistemas eólicos globales y regionales, los cuales pueden ser aprovechados para la producción de energía.

CÉLULA POLAR

FRENTE POLAR

TRÓPICO DE

VIENTOS DEL OESTE

CÁNCER

e.g. Copyright © 2011 3TIER, Inc VIENTOS ALISIOS DEL NORESTE ECUA

DOR

ZONA DE CONVERGENCIA INTERTROPICAL

VIENTOS ALISIOS DEL SURESTE TRÓP

Las áreas costeras con mucho viento y en altitudes mayores ofrecen condiciones óptimas. Las turbinas modernas de viento tienen aspas que pueden alcanzar velocidades de entre 3 m/s y 25 m/s.

ICO D EC

APRIC ORNIO

VIENTOS DEL OESTE

FRENTE POLAR

Sistema de vientos planetarios El sistema de vientos planetarios está formado por los intercambios de aire entre las „zonas de presión” típicas que están constantemente formadas debido a diferencias en la temperatura alrededor del planeta. Asimismo, tal circulación crea un compensación parcial de temperatura y de humedad entre estas regiones.

CÉLULA POLAR

46

47


Perfil de elevación del viento

Altura en m

Capítulo 3 Energía > Energía eólica

200

Rugosidad

¿Por qué los molinos modernos tienen tres aspas? Anteriormente, los rotores estaban equipados con dos aspas (posicionadas a 180° una de la otra) o con varias aspas y una pequeña aleta para asegurar que el rotor siempre estuviera frente al viento. Los aerogeneradores modernos tienen tres aspas (posicionadas a 120° entre ellas) debido, en parte, a las vibraciones cinéticas. La tecnología de tres aspas logra controlar las vibraciones más fácilmente que las de dos, cuatro o más aspas. El problema es que cuando el aspa gira, pasa frente a la torre y se atasca por un breve instante debido a la congestión del aire, la cual disminuye significativamente los niveles de energía (efecto sombra de viento). Como consecuencia, el eje del rotor se carga de forma dispareja. Si en este punto la turbina tuviera un aspa directamente perpendicular, la fuerza del movimiento incrementaría la presión en el rotor. Asimismo, las aspas de arriba siempre tendrían más energía que las de abajo, lo cual aumenta aún más la desigualdad puesto que la velocidad del viento aumenta exponencialmente con la altura. Esta es la razón por la cual las turbinas de viento con un número impar de aspas funcionan mejor que aquellas que con un número par de aspas. Finalmente, las turbinas de viento con más de tres aspas, sean cinco o incluso siete, son desfavorables. A pesar de que puedan reducir el efecto sombra del viento, el incremento en materiales y en esfuerzo técnico implica que el rendimiento sea muy bajo.

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En la práctica, es imposible capturar toda la energía eólica usando aerogeneradores porque no es posible reducir la velocidad del viento a cero. Existen cálculos que demuestran que la cantidad máxima de energía que puede ser utilizada es poco menos de 60% del total („La ley de Betz”). Este rendimiento máximo solo puede ser alcanzado si el efecto sombra de los aerogeneradores es evitado y el flujo del viento es lo más directo posible – este es un reto particular para la construcción de campos eólicos. Los aerogeneradores de hoy en día tienen una capacidad instalada de hasta 6 MW. Las fluctuaciones en la velocidad del viento y en su disponibilidad implican que en promedio, un aerogenerador convierte hasta 25% (costa adentro) o 30% (costa afuera) de la energía que potencialmente podría convertir. La selección del sitio es, por lo tanto, muy

importante para una gestión rentable de estas plantas. El viento es uno de los pilares principales en la mezcla de energías renovables, y por esta razón, los objetivos desde los años 90 han sido incrementar la capacidad de los aerogeneradores, lo que ha conducido a una tasa de crecimiento estable (cerca de 27%, 2004-2009). Sin embargo, en el pasado, los campos eólicos también han enfrentado problemas de aceptación social. Los argumentos comunes en contra de ellos incluyen el alto consumo de tierra, los intereses por la conservación del paisaje y de la naturaleza, y conflictos con otras demandas de uso de suelo. Una elección de sitio que tome en consideración estas preocupaciones reforzaría los argumentos a favor de los beneficios económicos y ambientales de la energía eólica, haciéndola más accesible.

150

100

50

0 0

1

2

3

4

5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Velocidad del viento m/s

Cuando se encuentra cerca del suelo, el viento es influenciado fuertemente por las condiciones particulares locales. A esto se le llama „rugosidad”. Mientras más sea la altura menores son las interferencias y mayor la velocidad del viento. Esta es la razón por la cual es importante construir aerogeneradores lo más altos posibles en un ambiente que tenga un bajo nivel de „rugosidad”. El mar es la ubicación ideal. Sin embargo, el mar conlleva otros retos tales como un fijamiento seguro al lecho marino, corrosión causada por el agua salada y el transporte de la electricidad a tierra firme, para lo cual hoy se usan de cables submarinos de corriente continua de alta tensión (tecnología HVDC, según la abreviación del Inglés).

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Uso directo de energía geotérmica (2009, países seleccionados)

Capítulo 3 Energía > Energía geotérmica

Energía geotérmica

99% de la masa de la Tierra tiene una temperatura mayor a 1000°C

Staufen en Breisgau A fines de 2007 se llevó a cabo en la localidad Alemana Staufen en Breisgau una exploración para extraer energía geotérmica para el edificio histórico del ayuntamiento. Se hicieron varias perforaciones, cada una de 140 m de profundidad, provocando roturas de hasta 30cm en el asfalto del centro histórico. Las grietas en las casas eran de hasta diez centímetros de ancho, permitiéndole a los habitantes una vista a la calle desde el interior de algunos edificios. El edificio de la Autoridad de Construcciones de la Ciudad tuvo que ser evacuado por el peligro de derrumbamineto, y muchas casas continúan estando apoyadas con vigas enormes de madera. Hasta octubre de 2010, 247 casas fueron afectadas, de las cuales 127 terminaron en muy mal estado. Las estimaciones actuales indican que los daños a las construcciones oscilan entre 42 y 50 millones de euros.

50

Producción calorífica mediante energía geotérmica en TJ al año

Los sistemas geotérmicos utilizan el calor del interior de la Tierra para producir energía eléctrica, térmica, o para refrigerar. Bajo la superficie de la Tierra, las temperaturas normales son sustancialmente mayores. En la corteza de la Tierra de aproximadamente 30 km de espesor, las temperatura aumenta a razón de 3°C por cada 100 m. En el núcleo de la Tierra, pueden variar entre 5000 y 6000°C. Existe una liberación continua de calor proveniente del interior de la Tierra a la superficie a través de conducción térmica o convección (fluidos y gases ascendentes) dadas las constantes compensaciones de temperatura. Esto sigue las reglas básicas de la termodinámica. Reportes de la Asociación Alemana de Energía Geotérmica (GvT) muestran que esta energía excede en gran medida la demanda energética actual. Aún así incluso si el calor geotérmico esta en „profusión” y altamente disponible a lo largo y ancho del mundo, las centrales geotérmicas proporcionaron solo el 0,4% del total de producción energética mundial (calor y electricidad) en 2008. Con respecto a la energía geotérmica se hace una distinción entre fuentes de energía de superficie (hasta una profundidad de unos 400 metros) y profundas. La primera es preferida para propósitos de calentamiento o de refrigeración, mientras que la segunda también puede ser usada para generar electricidad. Para utilizar energía geotérmica para calentar o enfriar hogares o negocios, la energía térmica es extraída directamente del interior de la Tierra a través de medios transportadores de calor (materiales conductores de calor o fluidos). La producción de electricidad es más complicada. Se

0

10

20

30

40

50

60

China

70

80 75,3

Estados Unidos

56,5

Suecia

45,3

Turquía

36,8

Japón

25,7

Islandia

24,4

Francia 12,9 Alemania 12,8

La planta de Nesjavellir La planta de Nesjavellir es la planta geotérmica más grande en Islandia. Tiene actualmente un capacidad instalada de 120 MW para transformar calor geotérmico en electricidad. El uso del calor geotérmico cubre el 60% de los requerimientos energéticos del país. Islandia es pionero mundial en el uso de la geotermia.

Italia 9,9 Hungría 9,8 Nueva Zelanda 9,5 Brasil 6,6 Georgia 6,6

necesitan temperaturas de por lo menos 100°C para producir electricidad en las centrales geotérmicas. El calor del interior de la Tierra es utilizado para calentar medios (frecuentemente agua o un líquido con un punto de ebullición más bajo) que evaporan a una temperatura más baja. El vapor emergente activa una turbina, la cual entonces produce electricidad. Se puede alcanzar un grado óptimo de eficiencia a través de la producción simultánea de electricidad y calor (ciclo de cogeneración). En teoría, la energía geotérmica podría abrir un potencial energético enorme que no depende del

Rusia 6,1 clima y que está disponible en todas partes del mundo. Las centrales geotérmicas que aprovechan el calor cerca de la superficie cuentan con un potencial particularmente alto. Sin embargo, la construcción de centrales geotérmicas es costosa y lleva tiempo. Los ciclos largos de desarrollo del proyecto, así como las excavaciones exploratorias para encontrar las condiciones adecuadas, pueden disparar los costos y obstaculizar el

progreso. Además, existen riesgos ecológicos cuando se excava y se altera la superficie de la Tierra (el rompimiento de la corteza, la perforación y la apertura de cavidades, la mezcla de diferentes niveles freáticos, etc.). Además, la operación de estas instalaciones depende de materiales orgánicos que son inflamables o tóxicos, de modo que se deben tomar medidas de seguridad adicionales costosas.

Suecia En términos de energía geotérmica, Suecia tiene una desventaja geológica. Sin embargo, una política y relaciones públicas consecuentes han permitido una mayor proporción de energía de fuentes geotérmicas, la cual es utilizada principalmente para calefacción (sistema de bomba de calor).

51


Formación de biomasa

Capítulo 3 Energía > Biomasa

Plantas de biogas y de biomasa

Biomasa La producción mundial anual de biomasa forestal, por sí sola, es

25

veces más que la energía de la producción mundial de petróleo crudo

Biocombustibles La energía de biomasa puede ser usada en formas diferentes. El biodiesel o el etanol pueden, por ejemplo, ser utilizados para proporcionar energía a vehículos. Adicionalmente, los „cultivos de combustible” como maíz, remolacha azucarera, colza o raps, etc., pueden ser procesados para combustibles líquidos o gaseosos para operar motores de combustión interna. Sin embargo, no siempre el „biocombustible” es sustentable. Para cultivar plantas energéticas, se utiliza nitrógeno como fertilizante, el cual libera óxido nitroso, un gas de efecto invernadero potente. Además surgen conflictos de uso del suelo cuando las tierras arables que son utilizadas para producir alimentos se usan para producir combustible o los cultivos se extienden a ecosistemas intactos.

52

Con la ayuda del sol, las plantas y otras formas de vida (fitoplancton, cianobacterias, etc.) producen biomasa constantemente. La energía almacenada en el organismo puede ser utilizada eventualmente para la producción de calor y electricidad. La conversión de biomasa en energía es la forma más antigua de generación de energía: como fuente de calor quemando leña para preparar alimentos y como energía ingerida con estos. Así como quemar leña y carbón para cocinar y calentar (esto es, los „usos tradicionales” de la biomasa), desde principios del siglo XX han sido puestas en práctica aplicaciones técnicas modernas. Estas convierten los desechos agrícolas (estiércol, paja, etc.), desperdicios de madera (restos, residuos por uso industrial) y cultivos bioenergéticos en combustible. Para transformar la biomasa en energía, la madera, pellets o gas metano, y otros materiales creados mediante la descomposición de productos orgánicos, son incinerados para producir calor. El Concejo Científico para Cambios Ambientales Globales de Gobierno Federal Alemán (WBGU según las siglas del Alemán) ha estimado que unos 28.000 TWh de estas formas modernas de bioenergía podrían ser consumidas anualmente y podrían ser consideradas como sustentables. De esta cantidad relativamente baja, la proporción más grande provendría de los residuos forestales y de cultivos energéticos. Con respecto a la energía de biomasa tradicional, solo unos 1.400 TWh son realmente disponibles. Sin embargo, en general, es extremadamente difícil estimar potenciales totales, y por lo tanto son inexactos, pues dependen de una serie de parámetros excepcionalmente variables (calidad de la tierra arable, oferta y selección

de cultivos

Lluvia

luz solar

En plantas de biogas y de biomasa se puede generar calor y electricidad. Para el proceso de combustión se puede usar gas generado a patir de biomasa o biomasa como tal. El vapor producido u otro gas energéticos, climas, se usa para una turbinaetc.). o un No es generador. La electricidad o el calor pueden ser usados por los hogares de la zona.

H2O

almacenamiento de energía en la madera a través del proceso de fotosíntesis

agua + minerales

CO2 H2O

H2O O2 energía liberada como calor por medio de combustión La formación de biomasa

sorprendente, por lo tanto, que otras fuentes han realizado estimaciones mucho más altas. En realidad, la biomasa (excluyendo la biomasa tradicional) llegó al 3,5% de la producción mundial eléctrica y térmica en 2008. Del total disponible de la biomasa regenerada anualmente, técnicamente solo una parte baja puede ser utilizada, y considerando los aspectos económicos, solo se podrá usar una fracción aún más pequeña. También existen muchos ejemplos históricos que han demostrado por qué el uso de la

biomasa se encuentra lejos de ser la opción más sustentable. En la antigüedad, en lo que hoy son Italia y Grecia, casi todos los bosques fueron aprovechados para construir embarcaciones, y el paisaje todavía no se ha recuperado. Hoy en día, los bosques primarios están siendo destruidos para establecer plantaciones de cultivos energéticos o de pastizales para el ganado. Los monocutivos para la producción de biocombustibles han sido duramente criticados, especialmente en Sudamérica. La producción natural de

biomasa también difiere en gran medida dependiendo de la latitud – los potenciales en las selvas tropicales son más altos que en los desiertos o en las regiones del ártico. El uso de suelo para el cultivo de plantas para producir energía debe considerar el equilibrio entre otras formas de uso del suelo que compiten con esta y entre sí (producción de alimentos, protección de diversidad biológica en áreas protegidas relevantes y conservación de bosques, etc.).

La biomasa es generada constantemente a partir de la energía solar a través de un proceso de fotosíntesis. El uso moderno de la biomasa consiste en el aprovechamiento de residuos de madera (comercio e industria), maderas débiles y raleos (bosques), biocombustibles (colza o raps, caña de azúcar, maíz), residuos agrícolas y algas para proporcionar combustible a vehículos, generar pellets para la calefacción del hogar e impulsar instalaciones de energía por biomasa (calor y electricidad), además de otros usos.

53


Energía hidráulica – porcentaje del total de electricidad producida en 2009

Capítulo 3 Energía > Energía hidráulica

Energía hidráulica

75% o más

10-24%

50-74%

menos de 10%

25-49%

sin informaciones

ISLANDIA

La energía hidráulica representó el

16,1% de la energía eléctrica producida mundialmente en 2010 Las otras formas de energía renovable, tales como solar, eólica, geotérmica y de biomasa representaron el

3,3%

La energía hidráulica está dividida en dos categorías, „energía hidráulica a pequeña escala”, es decir, instalaciones eléctricas locales, y „energía hidráulica a gran escala”, represas y mega represas (hay más de 50.000 en el mundo). En 2008, la electricidad producida por fuentes hidráulicas correspondió aproximadamente al 16% de la oferta energética mundial. A pesar de que una gran parte de su potencial de desarrollo ya ha sido agotado, la expansión continúa, principalmente para incrementar la capacidad de la „energía hidráulica a pequeña escala”. Existen varios métodos para transformar la energía del agua en energía utilizable, pero en esencia todos convierten agua con gran potencial energético en energía eléctrica a través de la pasada controlada del flujo del agua por una turbina. Casi siempre, la fuerza gravedad es la que produce el flujo del agua. Las tecnologías de energía hidráulica incluyen: La conversión de ríos en represas (central hidroeléctrica) El bombeo agua a un embalse superior para obtener energía eléctrica en horas pico (central hidroeléctrica reversible) La utilización del ciclo constante de las mareas (energía mareomotriz) La utilización de las olas (energía undimotriz) La derivación de energía cinética a partir de las corrientes del océano (central mareomotriz) Es imposible considerar a todas las centrales hidroeléctricas como sustentables. En particular, la construcción de represas a partir de ríos para hacer centrales lleva en muchos

54

tasa de crecimiento de energía hidráulica mayor a 50%

R U S I A

CANADÁ REINO UNIDO

NORUEGA SUECIA

FINLANDIA

DINAMARCA

IRLANDA NL BÉLGICA FRANCIA

ALEMANIA

POLONIA

KAZAKSTÁN

CZ

SUIZA

SK AUSTRIA HUNGRÍA

UZBEKISTÁN

EEUU

COREA DEL NORTE

ITALIA

PORTUGAL ESPAÑA

GRECIA

TURQUÍA

COREA DEL SUR

JAPÓN

CHINA PAKISTÁN

MÉXICO

ARGELIA

INDIA FILIPINAS

BURKINA FASO

VENEZUELA FIYI BRUNÉI

MALASIA

BRASIL

El problema con las centrales hidroeléctricas a gran escala La energía hidráulica ha sido aclamada como una fuente de energía renovable limpia y asequible. Sin embargo, los embalses de las grandes represas emiten gases de efecto invernadero y pueden llevar a una mayor evaporación y por lo tanto una menor eficiencia en el uso del agua. Además, los embalses grandes – sin importar cuán grandes sean los beneficios económicos – tienen un impacto significativamente negativo en la vida de las población que viven en la cercanía. Desde 1950, aproximadamente 80 millones de personas viviendo cerca de grandes represas han sido privados de sus medios de vida. En el mundo, 18,3 millones de personas corren el riesgo de contraer malaria y 42 millones son susceptibles a esquistosomiasis puesto que viven cerca de represas.

casos a cambios enormes en el medio ambiente local, pérdida de biodiversidad y reubicación de los habitantes locales que pierden sus hogares. Modos de vida y comunidades pueden ser permanentemente destruidos. Sin embargo, las centrales hidroeléctricas pueden ser utilizadas para otros

propósitos (control de inundaciones, abastecimiento de agua, etc.) así como también producir energía. Estas se caracterizan por su alta eficiencia y longevidad. Esta es la razón por la que se pueden justificar los altos costos iniciales, y por qué los países desarrollados (América del Norte y Europa Central)

AUSTRALIA

NUEVA ZELANDIA

continúan invirtiendo en su potencial. Además, estas centrales también pueden ser utilizadas para almacenar energía y distribuirla cuando sea necesaria. De este modo las variaciones de la carga son compensadas rápidamente y con pérdidas mínimas.

55


Redes eléctricas alternativas

Capítulo 3 Energía > Redes eléctricas del futuro

Sensores en modo de espera

Desactivación

Almacenamiento

Reubicación

Interrupción de la red

Procesadores Sensores en modo operativo Cogeneración

Redes eléctricas del futuro Las redes eléctricas inteligentes pueden gracias a su flexibilidad reducir las emisiones de CO2 en unas

2,2 Gt anuales provenientes de generación y consumo

Red eléctrica del Mar del Norte de la Unión Europea La Iniciativa de Red Eléctrica Costa Afuera de los Países del Mar del Norte (NSCOGI) está orientada a la conexión e integración a la red eléctrica de energía eólica costa afuera. Esta iniciativa se empeña en reunir los recursos de los países del Mar del Norte para lograr el éxito de la generación de energía costa afuera. Se firmó un acuerdo correspondiente en diciembre de 2010.

56

La mayoría de las redes eléctricas europeas con un suministro central de electricidad tienen ya más de 60 años de edad. Estas redes son caracterizadas por una distribución de servicios energéticos „de arriba hacia abajo”. Partiendo de una central con una generación en el rango de gigawatts la electricidad es distribuida a los consumidores por medio de varias estaciones intermedias. Estas redes sufren pérdidas energéticas significativas en el proceso de la distribución de la energía. A fin de proveer electricidad a partir de energías renovables, es necesario cambiar la red de abastecimiento existente. El aprovechamiento de fuentes de energía renovables es muy diferente. Estas requieren de muchos generadores más pequeños, de los cuales algunos tienen distintas potencias de salida. Estos generadores más pequeños pueden estar colocados dentro de la red eléctrica, en las inmediaciones del consumidor – una ventaja clara debido a las distancias más cortas de transporte y las menores pérdidas energéticas. Sin embargo, una auténtica „Red eléctrica súper inteligente” todavía necesitará centrales eléctricas grandes que requieran que la energía sea transportada por largas distancias porque, a pesar de que la energía renovable está haciendo una contribución creciente al suministro energético mundial, no todas las regiones tienen los recursos energéticos renovables para ser completamente autosustentables. Como consecuencia, es esencial una red integrada que se valga de varias fuentes de energía renovables y conecte con seguridad regiones distantes, para proveer un abastecimiento de electricidad confiable día y noche. El reto del futuro es por lo tanto, combinar la electricidad local con la producida en centrales por medio del desarrollo de una

red eléctrica con una arquitectura nueva e inteligente (red eléctrica inteligente) para cumplir con los requisitos futuros. Como tal, debe ser considerada la vulnerabilidad de la red, especialmente porque las fuentes alternativas, al contrario a las centrales tradicionales, tienden a desestabilizar las redes eléctricas convencionales si están en alta proporción en la mezcla energética. Una „red eléctrica súper inteligente”, además de usar centrales convencionales, empleará energía solar, energía eólica y energía proveniente de cogeneración en unidades del hogar distribuidas a través de la red. Dentro de ésta podrían ser establecidas „centrales virtuales”. Estas son la integración virtual de varias formas de fuentes de energía renovable, tales como sistemas fotovoltaicos y turbinas de viento pequeñas, en un grupo, el cual aparece en la red como una „central eléctrica” (CEV = Central Eléctrica Virtual). El almacenamiento de energía es un tema importante para cualquier red eléctrica inteligente puesto que es la única forma de crear un equilibrio entre el consumo de electricidad y su generación cuando sus patrones de oferta y demanda sean disparejos. Las centrales hidroeléctricas reversibles son la mejor solución. Eso si que la electricidad debe ser transportada por largas distancias hasta donde pueda ser almacenada, como Noruega, que tiene una alta capacidad de almacenamiento de este tipo. Otra opción futura de almacenamiento podrían ser los vehículos eléctricos, cuyas cifras se esperan que aumenten rápidamente y por lo tanto proporcionen una capacidad almacenadora. Una simulación de la red, presentada por Greenpeace (Súper red eléctrica), indica que cerca del 70% de la energía de Europa podría provenir de producción dispersa y local.

Reducción

Las centrales de cogeneración (generación térmica y eléctrica) son utilizadas por hogares familiares, complejos residenciales y comerciales y proporcionan electricidad y calor eficientemente.

Sistemas fotovoltaicos

Casas con paneles solares

Los sistemas fotovoltaicos son un elemento estético y decorativo en el diseño de edificios. Son competitivos y cada vez más usados.

Colectores solares Los colectores solares proporcionan agua caliente para uso propio y para el vecindario.

Micro-redes autónomas

Edificios de oficinas con paneles solares

Central eléctrica

Parques eólicos La electricidad producida por los parques eólicos es esencial para la mezcla energética del futuro. En particular se desarrollará mucho más la capacidad costa afuera.

Parques eólicos/ centrales ESC

Centrales industriales Centrales ESC Al utilizar centrales de energía solar por concentración en áreas con alta radiación solar, se puede producir y almacenar energía, de modo que las plantas pueden proporcionar energía cuando se requiera.

El 30% restante podría ser proporcionado a los consumidores a través de una red con las características arriba descritas.

57


Capítulo 4

El agua Franz Trieb

El agua dulce es uno de los recursos más importantes, pero escasos, en la Tierra. La desalinización convencional del agua de mar puede resolver el problema, pero trae como consecuencia problemas energéticos y ambientales. El uso de plantas termosolares resuelve estos problemas. 58

59


Crecimiento de la población de los países del Medio Oriente y Norte de África

Capítulo 4 El agua > El problema del agua – un problema de desarrollo

Población en el año 2000

97% de los oasis naturales en Egipto y Libia se han secado por bombeo del agua subterránea

El agua potable es el recurso más importante, aunque escaso, en el planeta, incluso a pesar de que el agua cubre la mayor parte de la superficie de la Tierra. Los países industrializados consumen casi exclusivamente agua que ha sido tratada y procesada, mientras que en la mayoría de los países en desarrollo los recursos de agua natural adecuada para el consumo han disminuido drásticamente. Algunas veces la causa es el cambio climático, pero en la mayor parte es un resultado directo del uso local excesivo y de la contaminación. Para aquellos que viven en los países calurosos de los cinturones desérticos, prácticamente no hay agua disponible. Si acaso hay, es probable que sean aguas fósiles no renovables o agua de mar, tal como los grandes depósitos de aguas subterráneas debajo del Sahara. Solo un pequeño porcentaje es utilizable sin que haya consecuencias ambientales significativas y este ya ha sido explotado en las últimas décadas. Debido al bombeo agua potable en el desierto, el 97% de los oasis naturales en Egipto y Libia se han secado. Para la mayoría de nosotros, la lluvia es la fuente principal de agua potable, pero en los cinturones desérticos ésta suele permanecer en las lejanas franjas costeras o en las montañas. Solo unos pocos ríos, como el Nilo, llevan las aguas de las zonas lejanas a zonas desérticas. Aún así, estos ríos pueden crear también problemas de abastecimiento si el curso superior del río es sometido a uso excesivo, queda muy poca agua para las regiones bajas. Esta es una situación típica y casi inevitable para muchos países con población creciente y una economía en desarrollo. Al examinar la situación más de cerca, se revela un déficit sustancial entre uso de agua

60

Población en el año 2050 (un crecimiento de hasta 300 millones de habitantes)

El problema del agua – un problema de desarrollo

El déficit de agua en los países MENA La población de los países MENA crecerá hasta unos 300 millones de habitantes en 2050. Aún cuando sean tomadas medidas para usar y procesar agua más eficientemente, la demanda por agua dulce de esta región aumentará más rápido que la disponibilidad de reservas sustentables de agua.

y fuentes sustentables disponibles. Sin embargo, el uso de aguas subterráneas fósiles no renovables es un enfoque que solo oculta la escasez del agua. Las poblaciones aumentan y las economías crecen. Ambas han estado basadas en el consumo de acuíferos no renovables, acumulados durante los últimos milenios. El uso creciente de estos acuíferos conduce con el tiempo a un grave déficit de agua, el cual al principio pasa inadvertido. Estas fuentes no pueden ser reabastecidas. Como consecuencia de esto, bombear agua requiere de más energía, por el momento, con el fin de mantener disponible este recurso hídrico menguante. El bombeo hace que fluya en el acuífero eventualmente agua de otras regiones y en última instancia incluso del mar, llevando a una salinización acelerada de las aguas subterráneas fósiles restantes. El ciclo natural del agua (dulce) subterránea es un flujo desde las montañas hacia los océanos. Esto podría invertirse en el sentido opuesto por uso excesivo. El problema aquí es que ni la población ni la economía reco-

SIRIA LÍBANO

TÚNEZ

IRAK

MARRUECOS

ISRAEL JORDANIA

ARGELIA

LIBIA

EGIPTO

IRÁN KUWAIT BAHRÉIN CATAR UAE

ARABIA SAUDITA OMÁN

YEMEN

nocerían inmediatamente el cambio. Esta falta de visibilidad significa que el uso convencional del agua se mantenga por más allá de los límites de un uso sustentable hasta que se note la salinización del agua subterránea. Llegado ese momento el proceso

será irreversible. En la región MENA ya existe un déficit de unos 70 mil millones de m3 de agua potable por año. Es probable que este se duplique en 2050, aún cuando se tomen medidas rigurosas para manejar el agua más eficientemente.

61


GROENLANDIA

Capítulo 4 El agua > El problema del agua – un problema de costos

Total de recursos hídricos renovables en m3 per cápita

ALASKA

ISLANDIA

CANADÁ

Siria 80%

Marruecos 0%

Irán 7%

Irak 53%

Argelia 3%

Egipto 97%

50%

Dependencia en fuentes externas, por ejemplo de ríos (Nilo, etc) Mientras más dependa el suministro de agua de un país de fuentes renovables, más grave será el efecto del crecimiento de la población sobre el desarrollo y amenazará al suministro de agua.

62

REINO UNIDO

Pobreza hídrica Muchos países en la región EUMENA ya sufren de pobreza hídrica. La pobreza hídrica significa que en los países afectados hay menos de 1.000 m3 de agua potable disponible al año por persona. El crecimiento de la población incrementará el número de países que tendrán que enfrentarse con este problema. Los cambios en la precipitación a causa del cambio climático agravarán más la situación. REPÚBLICA

Actualmente, el acceso a agua potable en EEUU países áridos es una necesidad obvia, la cual exige, por lo menos en las ciudades, la construcción de infraestructura financiada por el estado. Como los ciudadanos de muchos países en desarrollo en regiones desérticas disponen de poco o nada para pagar el agua, MÉXICO CUBA el estado por lo general asume los costos. De este modo, los gobiernos se ven forzados a DOMINICANA JAMAICA PUERTO RICO buscar la fuente de agua más barata, incluso BELICE HONDURAS GUATEMALA al nivel de infraestructura. Esto usualmente NICARAGUA EL SALVADOR lleva a soluciones de bajo costo incapaces de COSTA RICA ofrecer calidad, seguridad de abastecimienPANAMÁ VENEZUELA GUAYANA to o sustentabilidad. Medidores de agua no SURINAM GUAYANA FRANCESA existen en este tipo de infraestructura. Si el COLOMBIA ISLAS agua se paga, se hace a una tarifa fija.GALÁPAGOS Esto ECUADOR dificulta la implementación de medidas de eficiencia, a pesar de que éstas sean la forPERÚ ma más eficiente desde el punto de vista de BRASIL los costos para ampliar los recursos hídricos disponibles. Esto es porque estas medidas deben ser aplicadas a personas que no están BOLIVIA interesadas en ellas: el cliente consumidor de utilizados como la fuente de agua disponible agua, que solo tienen que pagar unos cuanmás barata. Y cuando se empiezan a agotar, PARAGUAY CHILE tos centavos por el agua independientemenla demanda se satisface, por ejemplo como te de cuánta esté usando. El Estado entonces en algunos países árabes, a través de costotiene dos problemas: cómo proveer suficiensas plantas de desalinización. En estos lugaARGENTINA URUGUAY te agua y cómo financiar la infraestructura res el bajo precio del petróleo y del gas natunecesaria. Se puede suponer por lo tanto ral permiten la desalinización de agua a una que un uso más eficiente del agua aparece tasa de unos 3 kWh de electricidad y 120 kWh primero entre las economías desarrolladas, de calor por metro cúbico. De esta forma, esaunque estas ganancias en eficiencia se entos países extraen dos recursos limitados y en cuentran usualmente acompañadas de un agotamiento rápido en vez de uno: acuíferos ISLAS FALKLAND mayor consumo. y combustibles fósiles. Por consiguiente, la (ISLAS MALVINAS) crisis del agua que se aproxima se posterga, El dilema para los países en desarrollo y de y en parte es trasferida al sector energético, industrialización reciente es cómo proveer pero no se resuelve. agua potable a sus economías crecientes, pero relativamente ineficientes. Hasta la feOrganizaciones de desarrollo internacional cha ha habido suficiente agua en forma de como el Banco Mundial o la Naciones Unidas acuíferos fósiles de modo que estos han sido por tanto recomiendan básicamente que los

NORUEGA SUECIA

NL

6.000-25.000

LETONIA

DINAMARCA

LITUANIA

IRLANDA BÉLGICA

ESTONIA

25.000-85.000

POLONIA BIELORRUSIA

ALEMANIA

KAZAKSTÁN

UCRANIA SK MOLDAVIA AUSTRIA HUNGRÍA FRANCIA SLO SUIZA RUMANIA HR BIH SERBIA CGO RKS BULGARIA ITALIA AL MK

PORTUGAL

CZ

TÚNEZ

< 85.000

UZBEKISTÁN

TURQUÍA

GRECIA

ESPAÑA

CHIPRE LIBANO

MALTA

GEORGIA ARMENIA AZ

ARGELIA

SAHARA OCCIDENTAL ISLAS DEL CAPO VERDE

LIBIA

IRÁN

IRAK JORDANIA

KUWAIT BAHRÉINCATAR

EGIPTO

KIRGUISTÁN

TURKMENISTÁN

SYRIA

ISRAEL

MARRUECOS

MONGOLIA

COREA DEL NORTE COREA DEL SUR

TAYIKISTÁN

PAKISTÁN NEPAL

SENEGAL GAMBIA GUINEA BISSAU GUINEA SIERRA LEONE

MALI

UAE

COSTA DE MARFIL

LIBERIA

ERITREA

SUDÁN

CHAD

BURKINA FASO

NIGERIA

CAMERÚN

KENIA

CONGO

BURUNDI

SEYCHELLES

BRUNÉI

MALASIA SINGAPUR

I N D O N E

TANZANIA COMORAS

ANGOLA MALAWI

ZAMBIA

NAMIBIA

FILIPINAS

SRI LANKA

RUANDA

REPÚBLICA DEMOCRÁTICA DEL CONGO

VIETNAM

SOMALIA

UGANDA

GABÓN

LAOS

CAMBOYA

ETIOPIA

REPÚBLICA DE ÁFRICA CENTRAL

HONG KONG

TAILANDIA

YEMEN

YIBUTI

TAIWÁN MYANMAR

INDIA

OMÁN NÍGER

BUTÁN

BANGLADESH

ARABIA SAUDITA MAURITANIA

JA

CHINA

AFGANISTÁN

M A L D I V A S

La disponibilidad de agua per cápita en la región MENA disminuirá en

1.000-6.000

FINLANDIA

GHANA TOGO BENÍN

El problema del agua – un problema de costos

> 250-1.000

R U S I A

ISLAS FEROE

ZIMBABUE

MADAGASCAR

MAURICIO

BOTSWANA MOZAMBIQUE

REUNIÓN

AUS

SUAZILANDIA

SURÁFRICA

LESOTO

déficits nacionales de agua no deban ser reducidos a través de la desalinización de agua de mar. Incluso dejando de lado el hecho de que la desalinización impulsada por combustibles fósiles acelerará aún más al cambio climático, esta opción es en cualquier caso solo económicamente viable donde se pueda acceder a los combustibles fósiles baratos y donde puedan ser consumidos por debajo del precio del mercado internacional.

Recursos hídricos renovables Las fuentes renovables de agua potable son aquellas que se regeneran con frecuencia. Éstas incluyen el agua de lluvia (agua superficial) y el excedente del agua subterránea, es decir, el agua subterránea que está permanentemente disponible y resurtida con aguas superficiales y con escorrentías de aguas subterráneas.

63


Plantas de desalinización de agua de mar

Capítulo 4 El agua > El problema del agua – un problema de energía

97%

del agua superficial es no potable

Arabia Saudita consume

1,5

millones de barriles de petróleo cada día para convertir agua de mar en agua potable

El problema del agua – un problema de energía El agua existe en abundancia en este planeta, pero la mayor parte de esta es salada. Para hacerla potable, el contenido normal de sal en el agua de mar, de 30 a 50 g por kilogramo de agua, debe ser reducido a menos de 200 g de sal por tonelada. Una forma en la que esto se puede lograr es por un proceso mecánico de filtración que usa membranas muy finas para atrapar iones de sal disueltos. Puesto que la presión osmótica resultante entre la solución de sal de baja concentración y la alta concentración debe ser superada por bombas mecánicas el proceso es conocido como ósmosis inversa. Para cada metro cúbico de agua de mar desalinizada de este modo, son necesarios entre 3,5 y 5,5 kWh de energía eléctrica. Para 2050, con el fin de equilibrar el déficit hídrico estimado de la región MENA de 140 mil millones de m3 por año, serían requeridos cerca de 630 TWh/año de energía eléctrica. Esto es el equivalente al consumo bruto anual de energía en Alemania. Otra opción es la destilación térmica con múltiples etapas, conocida como destilación multiefecto (MED). Aquí el agua de mar es evaporada usando el calor residual de una central térmica convencional. El calor de la condensación es reutilizado en varias etapas en la medida que la presión va disminuyendo constantemente. De este se obtiene de 1 kg de vapor, dependiendo del diseño de la central, entre 8 y 12 kg de agua desalinizada. El proceso utiliza unos 1,5 kWh de electricidad y entre 60 y 100 kWh de calor de baja temperatura a menos de 100°C. Este calor de baja temperatura, extraído de este proceso de producción de energía equivale a entre 2 y 3 kWh de consumo de electricidad. Por lo tanto, el consumo neto de energía

64

Desalinización de agua de mar para Barcelona La planta más grande de desalinización de agua de mar en Europa está en El Prat de Llobregat, cerca de Barcelona. Fue inaugurada en 2009 y generará cerca de 25% del agua para el área metropolitana de Barcelona. El agua de mar es extraída de una profundidad de 30m y una distancia de 2,2 km de la costa. De cada 100 litros, la planta puede producir 45 de agua potable. A € 0,60/m3, cuesta casi el doble del agua colectada en embalses. Cerca del 75% de los € 230 millones proyectados para construir la planta de desalinización provino de fondos de la UE.

Impacto ambiental

en la desalinización térmica es casi el mismo que en la ósmosis inversa. El proceso de ósmosis inversa funciona mejor con agua limpia, templada, y ligeramente salada, mientras que la desalinización térmica es más robusta y adecuada para manejar agua de mar contaminada con mayor salinidad. El agua dulce producida también tiene una salinidad significativamente menor, con solo 10 gramos de sal por tonelada. Aún así, considerando las cantidades de energía requeridas para la desalinización del agua de mar, ambos métodos deberían ser rechazados cuando combustibles fósiles sean la única opción como fuente de energía.

Las plantas de desalinización convencionales usualmente obtienen su energía de combustibles fósiles. Esto resulta en emisiones adicionales de CO2 entre 4,5 y 12 kg por m3 de agua potable desalinizada. La operación de estas plantas también provoca un daño ambiental local significativo.

Entrada de calor/ energía

Túnel de succión

Criba y filtración

Planta de desalinización

Planta de energía

Combustibles fósiles

Flujo directo

65


Plantas avanzadas de desalinización ESC

Capítulo 4 El agua > El problema del agua – un problema ambiental

Colector termosolar con módulos de almacenamiento

El problema del agua – un problema ambiental En el sur del Mar Egeo, la primera planta de desalinización completamente ecológica entrega

70

de agua potable al día. La energía necesaria es obtenida de una central de energía eólica flotante

Las plantas de desalinización convencionales son un lastre significativo para el medio ambiente. Dependiendo si se usa electricidad, gas natural o petróleo como fuente primaria de energía varían las emisiones dañinas para el clima entre 4,5 y 12 kg por metro cúbico de agua desalinizada. Si el déficit estimado para la región MENA en 2050 de 140 mil millones de metros cúbicos por año fuera cubierto por medio de la desalinización convencional, habría que agregar entre 630 y 1.700 millones de toneladas adicionales de CO2 por año. Además aparecen otros daños ambientales locales a causa de la succión de agua hacia la planta desalinizadora, de las emisiones de una disolución salina caliente y concentrada, y por el uso de aditivos químicos para proteger el sistema contra corrosión, sedimentos y bacterias. La desalinización del agua de mar en la región del Golfo Pérsico que opera bajo estas condiciones, esta haciendo impactos ambientales significativos. Ya existe, por cierto, una serie de medidas disponibles que puede reducir el daño a un mínimo. Sin embargo, éstas generalmente están asociadas con un aumento del consumo de energía. Por ejemplo, extraer agua no potable de un fondo marino poroso es una forma de filtración que no afecta a la vida marina. Otro método es un sistema preliminar de nanofiltración que elimina la necesidad de productos químicos para purificar el agua. Pero nuevamente, se requiere mucho más energía debido al bombeo adicional.

66

Entrada de calor/ energía

Túnel de succión horizontal o micro-filtración

Nanofiltración

Desalinización

Canal de escape horizontal con múltiples difusores Impacto ambiental de plantas desalinizadoras de agua de mar termosolares

Energía solar para agua potable limpia La agencia nacional de investigación saudí en colaboración con IBM está construyendo la planta de desalinización de agua de mar más grande del mundo que funciona con energía solar en la ciudad de Al Khafj. La planta usa innovaciones diseñadas por IBM destinadas a la desalinización solar. En particular, es un sistema fotovoltaico altamente concentrado, el cual usa lentes para enfocar la luz del Sol, reduciendo la cantidad de paneles solares necesarios. Una vez que la planta sea completada en 2012, proveerá 30 millones de litros de agua potable al día. Arabia Saudita prevé un incremento de diez veces en una segunda etapa de construcción.

Se ahorra una cantidad considerable de emisiones de CO2 al operar las plantas desalinizadoras con energía renovable de centrales termosolares en lugar de convencionales. Los daños ambientales locales se reducen por medio del bombeo de agua de mar a través de un fondo marino poroso. Dado que el agua ha sido prefiltrada, la necesidad de limpieza química se reduce notablemente. Esta ventaja no es válida en sistemas convencionales debido al aumento en la demanda de energía, especialmente si esto llevara a un uso adicional de combustibles fósiles y un aumento en emisiones de CO2.

67


Capítulo 4 El agua > DESERTEC y la desalinización de agua de mar GROENLANDIA ALASKA

ISLANDIA

CANADÁ

DESERTEC y la desalinización de agua de mar

R U S I A

ISLAS FEROE

REINO UNIDO

NL

42

millones de m3 de agua potable cada día para unos

500 millones de personas

DESERTEC es principalmente un concepto para el desarrollo de regiones desérticas. Existe un ámbito amplio para el establecimiento y la expansión de plantas termosolares. El agua puede ser provista adecuadamente por la abundancia de energía solar disponible, para reducir la expansión de los desiertos y crear nuevos hábitats para los muchos millones de personas que vivirán en las décadas venideras en estas regiones.

68

PORTUGAL ESPAÑA

ALEMANIA

POLONIA BIELORRUSIA

KAZAKSTÁN

UCRANIA CZ SK MOLDAVIA AUSTRIA HUNGRÍA SLO SUIZA RUMANIA HR BIH SERBIA CGO RKS BULGARIA ITALIA AL MK

TURQUÍA

GRECIA TÚNEZ

UZBEKISTÁN

CHIPRE LIBANO

MALTA

GEORGIA ARMENIA AZ

JORDANIA

CUBA

MÉXICO

JAMAICA

GUATEMALA EL SALVADOR

BELICE HONDURAS

SAHARA OCCIDENTAL

REPÚBLICA DOMINICANA PUERTO RICO

ISLAS DEL CAPO VERDE

NICARAGUA

VENEZUELA

COLOMBIA ISLAS GALÁPAGOS

GUAYANA SURINAM GUAYANA FRANCESA

EGIPTO

MAURITANIA

SIERRA LEONE

MALI BURKINA FASO

COSTA DE MARFIL

LIBERIA

NIGERIA

MYANMAR

INDIA

VIETNAM

CAMBOYA

FILIPINAS

VANUATU

SRI LANKA

SEYCHELLES

FIYI

PALAOS

BRUNÉI

NUEVA CALEDONIA

MALASIA SINGAPUR

I N D O N E S I A

TANZANIA

PAPÚA NUEVA GUINEA

TIMOR DES ESTE

COMORAS MALAWI

ZAMBIA

NAMIBIA

GUAM

HONG KONG LAOS

SOMALIA

KENIA BURUNDI

TAIWÁN

BANGLADESH

TAILANDIA

RUANDA

REPÚBLICA DEMOCRÁTICA DEL CONGO

BOLIVIA

ZIMBABUE

MADAGASCAR

MAURICIO

BOTSWANA MOZAMBIQUE

PARAGUAY

SURÁFRICA ARGENTINA

BUTÁN

NEPAL UAE

UGANDA

ANGOLA

CHILE

PAKISTÁN

ETIOPIA

REPÚBLICA DE ÁFRICA CENTRAL

JAPÓN

CHINA

YEMEN

YIBUTI

CONGO

BRASIL

ERITREA

SUDÁN

CHAD

GABÓN

PERÚ

COREA DEL SUR

AFGANISTÁN

OMÁN NÍGER

CAMERÚN

ECUADOR

KUWAIT BAHRÉINCATAR

COREA DEL NORTE

TAYIKISTÁN

ARABIA SAUDITA

SENEGAL GAMBIA GUINEA BISSAU GUINEA

COSTA RICA PANAMÁ

ARGELIA

IRÁN

IRAK

LIBIA

KIRGUISTÁN

TURKMENISTÁN

SYRIA

ISRAEL

MARRUECOS

MONGOLIA

M A L D I V A S

plantas desalinizadoras en el mundo. Producen cerca de

EEUU

GHANA TOGO BENÍN

14.500

Si se compara en el mapa mundial las regiones con escases de agua con las regiones donde están los mejores potenciales para las plantas termosolares, se reconoce rápidamente que las regiones con la más alta energía solar son idénticas con la regiones donde falta agua. Abundancia de energía solar y escasez de agua van mano a mano. Si el problema del aumento de la escasez del agua ha sido en el pasado es un problema energético, y si la energía solar es una solución sustentable al problema energético mundial, entonces es lógico usar la tecnología solar para la desalinización de agua de mar. Las centrales termosolares pueden proporcionar fácilmente energía a las plantas desalinizadoras. Éstas ya existen en regiones con alta radiación solar y son capaces de trabajar las 24 horas del día durante todo el año a capacidad máxima. Además, al usar energía solar, el aumento en la demanda por energía de parte de complejos desalinizadores en funcionamiento puede ser cubierta sustentablemente. También, se espera una reducción de costos para los paneles solares lo que significa que estos sistemas son soluciones de largo plazo y tendrían más sentido económicamente que plantas que funcionan a base de combustibles fósiles.

LITUANIA

IRLANDA BÉLGICA

ESTONIA LETONIA

DINAMARCA

FRANCIA

Existen más de

FINLANDIA

NORUEGA SUECIA

REUNIÓN

AUSTRALIA

SUAZILANDIA

LESOTO URUGUAY

NUEVA ZELANDIA ISLAS FALKLAND (ISLAS MALVINAS)

DESERTEC y el déficit de agua potable Las regiones que ya muestran el déficit de agua más alto son las regiones que ofrecen las mejores condiciones para el uso de energía termosolar.

Escasez mundial de agua Baja/sin escasez Escasez física de agua

Desalinización del agua de mar y control de calidad

Amenaza de escasez de agua

Aparte de la cuestión energética en la desalinización del agua de mar, la limpieza del agua potable es un tema muy importante. Dado el tremendo crecimiento de esta industria – una inversión mundial de más de €130 mil millones en la desalinización de agua de mar dentro de los siguientes 15 años – la Organización Mundial de la Salud ha desarrollado estándares de control de calidad. En 2011, bajo el liderazgo del Grupo de Expertos sobre Calidad del Agua Potable de la Organización Mundial de la Salud, se desarrollaron normas apropiadas, para la producción de agua potable por medio de plantas desalinizadoras y del manejo adecuado del agua.

Escasez económica de agua Sin especificar Regiones con el potencial más alto para la aplicación de plantas termosolares para la producción de energía Regiones con potencial para plantas termosolares

69


Capítulo 5

Implicaciones sociales Maritta Koch-Weser

La energía renovable segura y abundante puede ser una fuente atractiva de ingreso. Implementado adecuadamente, el Concepto DESERTEC tendrá un efecto positivo en las comunidades locales. Se crearían nuevas oportunidades para educación, capacitación, negocios y salud. 70

71


El mundo de noche

Capítulo 5 Implicaciones sociales > Pobreza energética y económica

billones de habitantes viven sin electricidad

85% de ellos viven en áreas rurales

19,5 millones de habitantes en el estado de Nueva York usan tanta electricidad como

791 millones de habitantes en los países africanos al sur del Sahara (sin incluir a Sudáfrica)

72

El acceso seguro a energía es un elemento central del desarrollo económico. Este promueve el desarrollo de la industria y posibilita también el crecimiento económico en un ámbito local. Esto vale tanto para el desarrollo de una agricultura competitiva, como para las agroindustrias asociadas y la logística ligada a éstas. Permite conexiones a redes internacionales dependientes de Internet, lanzamientos de tecnologías de la información y de servicios de telecomunicación y el desarrollo de compañías de tecnología. Además respalda el desarrollo económico urbano, la calidad de vida y la competitividad de sectores industriales completos, como el turismo. Estos potenciales de desarrollo dependientes del suministro energético no solo se encuentran en el Norte de África, sino que también en muchas otras regiones de mundo. DESERTEC puede hacer un aporte importante. En la „Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible“ en Johannesburgo en 2002 la „pobreza energética“ fue reconocida como uno de los obstáculos principales para el desarrollo, donde se mostró que el tercio más pobre de la población mundial vive “en la oscuridad” sin suministro apreciable de electricidad. En las áreas periféricas más lejanas – frecuentemente también en regiones desérticas – abordar la pobreza energética es un reto particularmente difícil de superar. A menudo, además de ser lugares remotos, estos tienen una población dispersa y de baja densidad, haciendo los costos de transmisión exorbitantemente altos para permitir el acceso a electricidad. El suministro descentralizado de energía solar con tecnología fotovoltaica es una solución que ya ha empezado a ser implementada

Pobreza energética La población que sufre de pobreza energética no tiene acceso a energía o lo tiene en forma insuficiente por motivos económicos o de infraestructura u otros. Al ver un mapa del „mundo de noche“, vemos qué países y regiones están económicamente desarrollados y se benefician de un suministro energético moderno. Franjas grandes en África no pertenecen a este grupo. Sus ciudadanos sufren de una pobreza energética tan grave que a menudo no tienen suficiente energía para cocinar ni tampoco para calefacción.

Preparación de alimentos a fuego abierto

exitosamente en muchos de tales lugares, aunque inicialmente en una proporción modesta, abasteciendo edificios públicos como escuelas o centros de salud. En muchas áreas energéticamente pobres, el microfinanciamiento de pequeñas inversiones privadas en energía ha asegurado un abastecimiento básico de electricidad para el alumbrado en hogares. Sin embargo, solo el acceso a mayores cantidades de energía segura pueden impulsar el desarrollo económico local y así promover avances sociales y económicos.

2.700 millones de personas preparan diariamente sus alimentos a fuego abierto. A causa de la combustión incompleta de la biomasa, los usuarios respiran altos niveles de humo y partículas. Cada año, mueren a consecuencia de enfermedades del sistema respiratorio 1,4 millones de personas, más que de malaria o de tuberculosis. Los niños son los más afectados.

73

NASA/courtesy of nasaimages.org

1,4

Pobreza energética y económica


Condiciones de la electricidad en África y el Medio Oriente

Capítulo 5 Implicaciones sociales > Pobreza energética y económica Los Estados del Magreb

395 millones de personas adicionales, y

1

millones de personas necesitan tener acceso a opciones para cocinar sin dañar la salud Los Objetivos de Desarrollo del Milenio En la 55ª Asamblea General de las Naciones Unidas en Nueva York fueron formulados los Objetivos de Desarrollo del Milenio. Estos ocho objetivos para el desarrollo humano han sido adoptados por los miembros de la ONU, el Banco Mundial, la OCDE y varias ONGs, y se espera que sean implementados internacionalmente para el 2015. La Declaración fue firmada en el año 2000 por 189 Estados. Ninguno de los objetivos menciona explícitamente el suministro de energía, pero un suministro suficiente de ésta es una condición necesaria para lograr cualquier Objetivo.

74

Al examinar las áreas del mundo económicamente y las energéticamente pobres, se observa una alta correlación. La mayoría de estas regiones se encuentran demasiado remotas para obtener acceso a centrales grandes. Estas zonas son especialmente apropiadas para el Concepto DESERTEC, es decir, regiones cálidas y áridas con altos niveles de luz solar durante el año. Las personas en estas regiones a menudo sufren de pobreza económica y energética, como es el caso, por ejemplo en las regiones del Magreb lejanas de la costa. Al implementar el Concepto DESERTEC, estas regiones pueden convertir su ubicación, al momento desfavorable, en una ventaja al aprovechar las fuentes locales de

energía renovable. En particular, el Concepto DESERTEC puede estar estructurado de acuerdo a los requisitos con soluciones descentralizadas para permitir el uso directo en regiones pobres, y la oportunidad de exportar energía ya sea a otras regiones dentro del país o más allá de sus fronteras. No solo se beneficiarán los países del Medio Oriente y del Norte de África, sino que otras áreas particularmente pobres del mundo, tales como el noreste de Brasil, el Sahel, Rajastán o las regiones desérticas de China, por mencionar solo unas cuantas, donde de una desventaja de tipo ambiental puede sacarse una ventaja para crear potencial social y económico de la región.

Tiempo promedio necesario para obtener una conexión eléctrica: 62 días Cantidad promedio de apagones para empresas: 8 días al año Depreciación: 3% de facturación anual Los Estados del Máshrek

IRAK

ISRAEL

MARRUECOS

JORDANIA

ARGELIA

LIBIA

MAURITANIA SENEGAL GAMBIA GUINEA BISSAU GUINEA SIERRA LEONE

MALI

NÍGER

LIBERIA

YIBUTI NIGERIA REPÚBLICA DE ÁFRICA CENTRAL UGANDA KENIA

GABÓN

RUANDA

CONGO

El África subsahariana se refiere a los países africanos que se encuentran al sur del Sahara. Tiempo promedio necesario para obtener una conexión eléctrica: 80 días Cantidad promedio de apagones para empresas: 91 días al año Depreciación 6% de facturación anual

SOMALIA

ETIOPIA

CAMERÚN

África subsahariana

ERITREA

SUDÁN

CHAD

BURKINA FASO COSTA DE MARFIL

Tiempo promedio necesario para obtener una conexión eléctrica: 109 días Cantidad promedio de apagones para empresas: 6 días al año Depreciación: 7% de facturación anual

EGIPTO

LOS OBJETIVOS DE DESARROLLO DEL MILENIO Objetivo 1: Erradicar la pobreza extrema y el hambre Reducir a la mitad la proporción de personas con ingresos inferiores a un dólar por día. Reducir a la mitad la proporción de personas que padecen de hambre. Objetivo 2: Lograr la enseñanza primaria universal Todos los niños y niñas del mundo pueden terminar un ciclo completo de enseñanza primaria. Objetivo 3: Promover la igualdad entre los sexos y el empoderamiento de la mujer Eliminar las desigualdades entre los géneros en la enseñanza primaria y secundaria hasta 2005 y en todos los niveles de enseñanza hasta 2015 Objetivo 4: Reducir la mortalidad de los niños menores de cinco años Reducir en dos tercios la mortalidad de los niños menores de 5 años. Objetivo 5: Mejorar la salud materna Reducir un 75% la tasa de mortalidad materna. Objetivo 6: Combatir el VIH/SIDA, la malaria y otras enfermedades Haber detenido y comenzado a reducir la propagación del VIH/SIDA. Haber detenido y comenzado a reducir el brote de malaria y otras enfermedades graves. Objetivo 7: Garantizar la sustentabilidad del medio ambiente Incorporar los principios básicos del desarrollo sustentable en políticas nacionales y reducir la pérdida de recursos ambientales. Reducir a la mitad la proporción de personas que no tienen acceso permanente a agua potable. Mejorar significativamente las condiciones de vida de al menos de 100 millones de habitantes en barrios marginales hasta 2020. Objetivo 8: Fomentar una alianza mundial para el desarrollo Debe seguir siendo desarrollado un comercio internacional abierto y un sistema financiero basado en reglas establecidas, predecible y no discriminatorias. Esto incluye un compromiso a la gobernanza, el desarrollo y la eliminación de la pobreza tanto en el nivel nacional como en el internacional.

Estos son países del Norte de África y al este, en los cuales están incluidos Egipto, Jordania, Líbano, Kuwait y Siria. Existen definiciones que también incluyen a Irak y a Israel/Palestina. Los Estados del Máshrek están compuestos principalmente de población de habla árabe.

SYRIA

TÚNEZ

GHANA TOGO BENÍN

Para reducir la pobreza a la mitad en el año 2015, se necesita dar acces a electricidad a

La región del Magreb está compuesta de países en el Norte de África occidental. Estos son Marruecos, Argelia y Túnez. La República de Mauritania también está asociada a esta región. La cuestión de si Libia pertenece o no a este grupo permanece abierta. Cuando se incluye a Mauritania y a Libia la región se conoce como el „Gran Magreb“.

REPÚBLICA DEMOCRÁTICA DEL CONGO

BURUNDI

SEYCHELLES

TANZANIA COMORAS

ANGOLA MALAWI

ZAMBIA

NAMIBIA

ZIMBABUE

MADAGASCAR

MAURICIO

BOTSWANA MOZAMBIQUE

REUNIÓN

SUAZILANDIA

SURÁFRICA

LESOTO

75


Capítulo 5 Implicaciones sociales > El potencial social

El potencial social En los países menos desarrollados hay

18

camas de hospital por cada 10.000 habitantes. Los Estados de la OCDE tienen más de

63

Debido a la correlación directa entre acceso a energía y pobreza económica, es una prioridad y un objetivo de desarrollo en el mediano plazo ofrecer a regiones que hasta la fecha han tenido un acceso marginal a la energía, un suministro energético extensivo y seguro. En los países recientemente indus-

trializados, el Concepto DESERTEC ofrece un modo para mejorar el abastecimiento local de energía y estimular el desarrollo económico y social como consecuencia del ingreso obtenido de la exportación de energía más allá de sus fronteras (ejemplo: los países del Magreb exportando a Europa).

ÍNDICE DE DESARROLLO HUMANO puesto

esperanza de vida (2010)

tasa de alfabetismo (%) (2010)

PNB per cápita (US$) (2009)

4

80

45.989

Alemania

10

80

40.670

Israel/Palestina

15

81

92,0

26.256

Libia

53

75

88,4

9.714

Túnez

81

74

77,4

3.792

Jordania

82

73

92,0

4.216

Argelia

84

73

73,0

4.029

China

89

74

94,0

3.650

Bolivia

95

66

91,0

1.758

Egipto

101

70

66,0

2.270

Índice de Desarrollo Humano (IDH)

Marruecos

114

72

56,4

2.811

El Índice de Desarrollo Humano describe el estado actual del desarrollo de un país en términos del potencial de desarrollo que ofrece a su población. El índice está basado en los siguientes indicadores centrales: esperanza de vida, educación básica e ingreso mínimo per cápita. Según estos datos los países pueden ser clasificados por el estado de su desarrollo en forma aproximada.

India

119

64

63,0

1.192

Mauritania

136

57

56,8

919

Senegal

144

56

50,0

1.023

Sudán

154

59

69,3

1.294

Mali

160

49

26,0

691

Chad

163

49

32,7

600

Niger

167

53

camas

76

EEUU

POSIBLES IMPLICACIONES SOCIALES POSITIVAS Sistema educacional Estos sistemas requieren acceso a redes modernas de comunicación. Sin un suministro energético, la educación permanece anticuada e inefectiva. Sin Internet, televisión, radio o telecomunicaciones, incluso sin luz no se puede modernizar la educación ni tampoco ofrecer igualdad de oportunidades.

Sistema económico y administrativo Con la ayuda de Internet, las tecnologías de la información y las telecomunicaciones se pueden modernizar los sistemas económicos y administrativos. Esto comprendería un amplio espectro de mejoras, desde creación de empleos en divisiones de procesamiento de información recién creadas, pasando por la introducción de censos y sistemas efectivos para el recaude de impuestos, hasta el acceso en línea a bancos y negocios y la oportunidad para almacenamiento o marketing moderno. Rol de la mujer Un abastecimiento de energía contribuye a modernizar el hogar. Las energías alternativas pueden hacer innecesario recorrer grandes distancias para recolectar leña cada vez más escasa para cocinar. Bombas de agua operadas eléctricamente equivalen a evitar los trayectos diarios para conseguir agua. Una fuente de energía permite almacenamiento seguro de comida y medicinas, e impulsa máquinas que crean nuevas formas de subsistencia, mejorando el ingreso.

Sector salud Al asegurar una fuente de energía confiable, pueden lograrse grandes mejoras en el sector de salud. Garantizar una fuente de energía para centros de salud significaría que la medicina (en particular las vacunas) podrían almacenarse adecuadamente. La medicina moderna podría ser introducida en pueblos aislados por medio de diagnósticos a distancia y monitoreo usando teléfonos celulares y cámaras.

Suministro de agua potable El suministro de agua potable a un precio razonable es vital para la población. Al usar energía para extraer agua potable, ya sea por reciclaje, bombeo o desalinización, se puede paliar o incluso eliminar por completo la escasez de agua en regiones particularmente afectadas.

77


Capítulo 5 Implicaciones sociales > El potencial social

El

33% de los habitantes en Marruecos usa Internet. En África subsahariana es solo el

6%

Se esperan impactos sociales amplios positivos de la Red Universitaria DESERTEC, la cual incrementará la cooperación científica internacional en el desarrollo de la energía del desierto. Esta red fue fundada en 2010 por la Fundación DESERTEC con 18 universidades e institutos de investigación del Norte de África y el Medio Oriente. Los objetivos incluyen la capacitación vocacional de las personas en los países desérticos, el desarrollo de una plataforma mundial de conocimiento y colaboración con la industria.

Energías renovables en áreas rurales

ACCESO A EDUCACIÓN Y A TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN

Acceso a tecnologías de la información El uso de tecnologías de la información se extiende cada vez más a través de África. Sin embargo, las tarifas de cobertura para las diferentes tecnologías (celular, líneas fijas e Internet) no se encuentran a los estándares del mundo desarrollado y en algunos países africanos varían enormemente. Existen grandes diferencias en el abastecimiento de servicios de telecomunicación. Algunos ejemplos extremos son: líneas telefónicas fijas (32% de cobertura en el Norte de África, 3% de cobertura en África Subsahariana) y en el acceso a internet de banda ancha (2% en el Norte de África, menos de 1% en África Subsahariana).

78

EEUU Alemania Israel/Palestina Libia Túnez Jordania Argelia China Bolivia Egipto Marruecos India Mauritania Senegal Sudán Mali Chad Niger

matrícula escolar educación primaria

matrícula escolar educación secundaria

población con diploma de educación secundaria

contratos de teléfonos fijos y móviles

(% de la población, 2001-2009)

(% de la población, 2001-2009)

(% de mayores de 25 años, 2010)

(por cada 100 personas, 2008)

91,5 98,2 97,1 – 97,7 89,1 94,9 – 93,7 93,6 89,5 89,8 79,7 72,9 39,2 71,5 61,0 54,0

88,2 – 87,6 – 65,8 83,7 66,3 – 69,9 71,2 34,5 – 16,3 25,1 – 28,6 10,5 8,9

89,7 97,2 61,8 – 23,1 54,2 25,9 38,4 29,3 36,1 – 22,2 – 8,6 11,5 3,7 – 2,9

140 191 167 93 95 99 – 74 57 65 82 34 67 46 30 28 17 13

usuarios de internet (por cada 100 personas, 2008)

75,9 75,5 47,9 5,1 27,1 27 11,9 22,5 10,8 16,6 33 4,5 1,9 8,4 10,2 1,6 1,2 0,5

La expansión de redes eléctricas hacia las áreas rurales con solo unas pocas personas por km2 significa conectividad a alto costo. Soluciones pequeñas e independientes basadas en fuentes de energía renovables pueden satisfacer la demanda por electricidad en áreas rurales a bajo costo. También pueden ser una alternativa para los generadores a diesel, la fuente de energía más utilizada. Los sistemas de generación eléctrica solares pueden ser utilizados para proporcionar servicios básicos como agua potable o luz. Las bombas de agua movidas por energía solar pueden proporcionar un suministro seguro de agua y ahorrar horas de trabajo diario hecho principalmente por mujeres y niños. Las instalaciones eólicas también representan una solución posible y económica. La ventaja principal de las fuentes de energía renovables son sus bajos costos operativos. Sin embargo, los costos relativamente altos de adquisición requieren opciones innovadoras de financiamiento.

Proyectos solares en el norte rural de Benín En los poblados de Dunkassa y Bessasi en el norte de Benín los granjeros ahora pueden sembrar frutas y vegetales por vez primera durante los seis meses de la estación seca al utilizar sistemas fotovoltaicos. Gracias a la energía solar, han obtenido un ingreso extra que utilizan para enviar a sus hijos a la escuela.

79


Miembros fundadores de la Red Universitaria DESERTEC

Capítulo 5 Implicaciones sociales > Implementación del Concepto DESERTEC

Implementación del Concepto DESERTEC Para 2020, las centrales ESC pueden agregar US$

14,3 millones de valor local añadido a la región MENA

Una de las preocupaciones centrales de la Fundación DESERTEC es poder permitir el progreso social al aprovechar energías renovables, como por ejemplo la energía del desierto. La energía por sí sola no hace el progreso, sino que solo posibilita el progreso. El proceso de transición hacia el uso la energía renovable debe ser apoyado por una regulación que permita cambios institucionales adecuados. Una implementación exitosa del Concepto DESERTEC solo se convertirá en una oportunidad para el desarrollo económico y para superar la pobreza si una parte de la energía producida se pone a disposición de la población local. Esto requiere proporcionar electricidad en regiones productoras de energía bajo condiciones económica y socialmente aceptables y apoyar el uso de esta electricidad bajo iniciativas económicas cultural y socialmente adecuadas. Primero que nada se puede aprender de los errores pasados. El análisis de errores, como se hicieron en el caso de la energía hidroeléctrica con sus grandes represas pueden evitarse en la implementación del Concepto DESERTEC. En muchos países durante la segunda mitad del siglo XX los proyectos con

80

Red Universitaria DESERTEC (DUN)

grandes represas han sido una fuente de energía significativa para redes energéticas nacionales y trasnacionales. En muchos casos la población local padecía expropiaciones de sus tierras, inundaciones, reubicaciones forzadas, etc., frecuentemente sin que se haya ofrecido una compensación justa, ni el uso a largo plazo de la energía como forma de retribución. Los cables de alta tensión se extendían por encima de las cabezas de los pobladores locales desabastecidos, y los exportadores de energía rechazaban compartir una parte del ingreso con las comunidades locales. Por consiguiente las reglas para planificación de aspectos sociales y para una participación en el uso de la energía han ganado importancia. La Comisión Mundial de Represas ha hecho un trabajo ejemplar al examinar los beneficios y los riesgos de las grandes represas. En su informe hay recomendaciones explícitas de planificación participativa, para la compensación a las poblaciones locales afectadas y la inclusión de culturas indígenas. Lo mismo hay en las pautas del Banco Mundial, de la OCDE y de otros organismos internacionales. Tomando en cuenta estas experiencias, el Concepto DESERTEC debe comprender tres aspectos. Primero, debería tener un código de ética y metodológico social. Segundo, al implementar proyectos, debería proveer los fondos para programas de „beneficio social“. Y tercero, los proyectos deberían ser llevados a cabo solo si es garantizada una transparencia óptima a través de un equilibrio de poderes, así como con un „comité social“. Estas propuestas serán explicadas en detalle más adelante.

La implementación del Concepto DESERTEC puede proveer un suministro seguro de energía a algunos países africanos y servir como una máquina impulsora del desarrollo económico y social. En 2010, la Fundación DESERTEC fundó la Red Universitaria DESERTEC (Desertec University Network) con el objetivo de apoyar la educación y la capacitación de profesionales locales calificados. Hoy en día incluye 20 universidades e institutos de investigación del Norte de África y del Medio Oriente.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19.

Universidad de El Cairo, Guiza, Egipto Universidad Alemana en EL Cairo, Nuevo Cairo, Egipto Universidad de Alejandría, Alejandría, Egipto Unité de Développement des Equipements Solaires (UDES), Argel, Argelia Université des Sciences et de la Technologie d‘Oran (USTO), Orán, Argelia Fundación DESERTEC, Berlin, Alemania Universidad de Ciencia y Tecnología de Jordania, Irbid, Jordania Universidad de Jordania, Amán, Jordania Universidad de Trípoli, Trípoli, Libia Centro de Investigación y Estudios sobre Energía Solar (CSERS), Trípoli, Libia Autoridad Nacional para Investigación Científica, Trípoli, Libia Universidad de Sabha, Sabha, Libia Centre National pour la Recherche Scientifique et Technique (CNRST), Rabat, Marruecos École Nationale de l’Industrie Minérale, Agdal, Rabat, Marruecos École Nationale Supérieure d’Electricité et de Mécanique (ENSEM-UH2C), Casablanca, Marruecos Centre de Recherches et des Technologies de l’Énergie, Borj Cedria, Túnez École Nationale d’Ingénieurs de Tunis, Université Tunis-El-Manar, Túnez École Nationale d’Ingénieurs de Monastir, Université de Monastir, Túnez Université de Gafsa, Gafsa, Túnez

ALEMANIA

TÚNEZ MARRUECOS

ARGELIA

JORDANIA

LIBIA EGIPTO

81


Capítulo 5 Implicaciones sociales > Implementación del Concepto DESERTEC

Cada minuto

4

personas mueren de diarrea causada por agua contaminada, sanitarios insalubres y falta de higiene

CÓDIGO SOCIAL El Código Social DESERTEC debería incluir tres aspectos. Primero que nada, la promoción de la exportación de electricidad solo debería realizarse cuando el consumo local ha sido satisfecho y las redes de distribución están en funcionamiento seguro. Consecuentemente, en las etapas incipientes de planificación, en cualquier ubicación, los representantes locales deben estar involucrados para evaluar la demanda local y las dimensiones del sistema planeado. Además, el Código Social DESERTEC debería recomendar que los mecanismos para resolución de conflictos deberían estar incluidos en cada proyecto. Las poblaciones locales necesitan acceso a recursos de mediación basados en la ley (tales como un „Ombudsman“) así como financiamiento para un asesoramiento independiente para enfrentar efectivamente discriminaciones en forma justa y oportuna.

Kenia En Kenia, el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD) apoyó al Departamento de Energía local en la creación de un esquema para inversiones en el sector energético que sirve tanto a las comunidades locales como a los inversionistas. De este modo se hizo una base para inversionistas privados financiaran un proyecto de una granja eólica de 300 MW. Cuando se llegue a la capacidad total máxima en 2012, un tercio de la energía de Kenia será generada a partir de energía eólica. Con esto sería Kenia el país con más usuarios de energía eólica en África.

82

Finalmente, el Código Social DESERTEC requiere que los proyectos apoyen claramente a las poblaciones más pobres. Explícitamente, esto significa empleo. Donde sea posible, se empleará preferencialmente a la población local para construcción y trabajos de mantenimiento en los respectivos proyectos. PROGRAMAS DE „BENEFICIO SOCIAL“ El uso local de energía DESERTEC y los flujos de ingresos esperados de la exportación de energía deberían ser aprovechados para el desarrollo económico local. Como componente de un diseño de proyecto estándar, los proyectos DESERTEC deben incluir programas de „beneficio social”. Éstos deberían estar incluidos en las etapas iniciales de planificación y deberían tener un aporte interdisciplinario de representantes de los sectores relevantes (agua,

agricultura, industria, salud o educación, dependiendo de la región del proyecto). La idea básica con cada programa de „beneficio social” es que parte de los ingresos originados por la producción de energía sean dedicados al desarrollo económico y social. Estos programas serán puestos en marcha por los responsables a cargo del proyecto y no estará estructurado por DESERTEC durante la fase de implementación. DESERTEC debe buscar el apoyo de expertos y de instituciones especializadas locales, nacionales e internacionales, de tal modo que la responsabilidad del programa de „beneficio social” pueda ser delegada completamente a estas instituciones. Para el diseño de un programa de „beneficio social” puede ser útil emplear los Términos de Referencia DESERTEC los que cubren una gama de factores que se elaboraran sistemáticamente. Algunos ejemplos podrían ser: Energía y transmisión: Suministro de electricidad en áreas marginales y en zonas prioritarias de desarrollo Infraestructura de comunicación: Desarrollo de redes de comunicación y servicios relacionados a la comunicación (teléfonos celulares, internet, TV, radio, etc.) Educación: primaria y de adultos Salud: Red de abastecimiento, suministro de agua, etc. Agricultura: manejo del agua para propósitos agrícolas Actividad industrial: Apoyar el desarrollo de empresas industriales pequeñas y medianas

Relevancia cultural: Consideración de particularidades culturales, derechos indígenas y la posible necesidad de medidas de protección CONSEJO SOCIAL El desarrollo y la implementación de un Código Social DESERTEC y transparencia en la implementación de programas de „beneficio

social” están previstos como una tarea en curso. Es necesario un sistema de „checks and balances”. Experiencias similares han demostrado que es recomendable establecer un Consejo Social DESERTEC. Esto puede mantener a los inversionistas informados a través de un organismo de monitoreo independiente respecto al código social, y donde sea apropiado, hacer recomendaciones a la administración.

LOS DIEZ PRINCIPIOS DEL PACTO MUNDIAL Derechos Humanos

Estándares Laborales

Medio Ambiente

Anticorrupción

Principio 1:

Las Empresas deben apoyar y respetar la protección de los derechos humanos fundamentales reconocidos universalmente, dentro de su ámbito de influencia.

Principio 2:

Las Empresas deben asegurarse de que sus empresas no son cómplices de la vulneración de los derechos humanos.

Principio 3:

Las Empresas deben apoyar la libertad de Asociación y el reconocimiento efectivo del derecho a la negociación colectiva.

Principio 4:

Las Empresas deben apoyar la eliminación de toda forma de trabajo forzoso o realizado bajo coacción.

Principio 5:

Las Empresas deben apoyar la erradicación del trabajo infantil.

Principio 6:

Las Empresas deben apoyar la abolición de las prácticas de discriminación en el empleo y ocupación.

Principio 7:

Las Empresas deberán mantener un enfoque preventivo que favorezca el medio ambiente.

Principio 8:

Las empresas deben fomentar las iniciativas que promuevan una mayor responsabilidad ambiental.

Principio 9:

Las Empresas deben favorecer el desarrollo y la difusión de las tecnologías respetuosas con el medio ambiente.

Principio 10:

Las Empresas deben trabajar en contra de la corrupción en todas sus formas, incluidas la extorsión y el soborno.

Pautas para la construcción de ESC en países en desarrollo La Agencia Internacional de la Energía (AIE) publicó un „Mapa de ruta tecnológica“ para la expansión de centrales de ESC para 2050. En éste, los proyectos de ESC en países en desarrollo son exhortados a desarrollar actividades de tal forma que se creen situaciones win-win. „Parecería inaceptable si toda la electricidad solar fuera exportada, mientras que las economías y poblaciones locales carecieran de recursos energéticos suficientes. Las centrales recién construidas deberán satisfacer las necesidades de la población local y ayudar al desarrollo de economías locales ... proveyendo ingresos, electricidad, conocimiento, tecnología y empleos calificados.

El Pacto Mundial El Pacto Mundial es una red mundial para la cual las Naciones Unidas proveen un marco y una plataforma. Sus miembros llevan a cabo negocios de acuerdo a un código social establecido. Más de 5.000 compañías participantes que reconocen sus responsabilidades sociales están en esta red, en la cual pueden intercambiar enfoques sobre la responsabilidad social corporativa (RSC). Solo pueden participar aquellas compañías que se comprometan a cumplir con los principios del Pacto Mundial.

83


Capítulo 6

Seguridad, libertad y justicia Karl-Martin Hentschel

La pobreza y la escasez de agua obligan a la población a abandonar sus hogares. La reducción de la disponibilidad de energía aumenta las probabilidades de un conflicto. En la medida en que DESERTEC mejora el abastecimiento con electricidad y agua potable puede contribuir a crear una sociedad más justa, más sustentable, más estable, más segura y más libre.

84

85


Migración africana

Capítulo 6 Seguridad, libertad y justicia > Los refugiados por pobreza y escasez de agua

Flujo de refugiados ACNUR estima que hay unos 35 millones de refugiados en todo el mundo, 12 millones únicamente en África. El éxodo de refugiados que llegan a las fronteras europeas solo es un pequeño porcentaje. El número de personas que de hecho llega a las fronteras europeas da la impresión de una magnitud menor del problema. Debido a que la cantidad de personas a Europa es relativamente pequeña. Una cantidad mucho mayor se mueve dentro de África. Huyen de la guerra, de regímenes represores, hambrunas y sequía, en la búsqueda de una mejor vida.

Los refugiados por pobreza y escasez de agua

200 millones de refugiados medioambientales

México – La migración como una respuesta a sequías y catástrofes En este siglo habrá una disminución continua de lluvia en México y Centroamérica. Se espera cerca de 50% menos de lluvia. Así de encuentra amenazado el modo de vida tradicional de muchos agricultores que dependen de la lluvia. Las temporadas de lluvia están cambiando constantemente, llevando a menores cosechas y menor ingreso, provocando mucha inestabilidad. La respuesta a esto es emigrar.

86

Las áreas desérticas casi se han duplicado en los últimos años. La causa es una combinación entre crecimiento en la población nómade y rural y un estancamiento en el desarrollo económico. Esto ha conducido a una sobreexplotación del suelo. En última instancia la perforación de pozos, la cual ha llevado a un incremento de los asentamientos y en la expansión de tierras de labranza, lleva a una sobreexplotación y a un deterioro del suelo. En épocas de sequía, no hay suficiente agua para las tierras de pastoreo y la salinidad del suelo aumenta. De esta forma, la superficie de estepa y de regiones desérticas crecen. El cambio climático acelera este proceso aún más. Los estados petroleros ricos no tienen otra opción más que producir agua potable por desalinización. La agricultura de riego requiere grandes cantidades de agua. Por miles de años en Asia Central, los paisajes fértiles de Irán, Irak, y la región del Nilo han dependido de sistemas de irrigación. Sin embargo, el constante aumento de la población amenaza con desequilibrar el sistema. El Mar de Aral se está secando debido a la sobreexplotación de los ríos. El sur del Sahara, conocido como el Sahel, es particularmente afectado por este proceso de desertificación. La población es forzadas a emigrar cuando los pastizales y los campos se tornan inusables. Muchos van al sur hacia la región costera de África Occidental, hasta Gabón en África Central, o al Nilo. Tal migración es el origen de los conflictos persistentes en Darfur y Sudán del Sur. Otros grupos se desplazan hacia el norte en un intento de cruzar el Mediterráneo y llegar a Europa. Miles perecen cada año en busca de asilo. Unos mueren de sed en los desiertos y otros se ahogan al cruzar el Me-

EUROPA

diterráneo en pequeños botes abarrotadas. Además de eso, más refugiados que nunca han sido detenidos en el Norte de África o en Europa y enviados de regreso.

CANADÁ 1.500 muertos

6.500 muertos

EEUU

600 muertos

500 muertos

600 muertos

ARGELIA SAHARA OCCIDENTAL

Barreras contra la inmigración ilegal: cercos, muros, controles militares o policiales, monitoreo eléctrico o infrarrojo Países de origen y de tránsito con los que la UE ha firmado acuerdos de repatriación y esfuerzos policiales conjuntos

YEMEN 1.500 muertos

ERITREA

SENEGAL

COSTA DE MARFIL LIBERIA

SUDÁN

TOGO

Para el 2050 habrá cerca de

SOMALIA

REPÚBLICA DE ÁFRICA CENTRAL

NIGERIA

ETIOPIA

CAMERÚN UGANDA

Promedio de muertes de refugiados causadas por ahogamiento, hipotermia y agotamiento entre 1992 y 2009

GABÓN

RUANDA

CONGO

350.000 refugiados en junio 2008

REPÚBLICA DEMOCRÁTICA DEL CONGO TANZANIA

200.000 – 250.000 refugiados en junio 2008 100.000 – 150.000 refugiados en junio 2008

600 muertos

ANGOLA

50.000 – 70.000 refugiados en junio 2008

ZIMBABUE

20.000 o menos refugiados en junio 2008 *le monde diplomatique (Ed.), Atlas de la globalización, Berlín (TAZ Publishing) 2009

SURÁFRICA

87


Los diez países con mayor número de solicitantes de asilo político

Capítulo 6 Seguridad, libertad y justicia > Los refugiados por pobreza y escasez de agua

2009 2010

88

CANADÁ

31.820

24.190

23.160

Canadá

SUECIA

Suecia ALEMANIA

BÉLGICA

AUSTRIA SUIZA

27.650

13.330

14.910

Reino Unido

41.330

SUECIA

REINO UNIDO

19.940

Los Países Bajos 17.190

LOS PAÍSES BAJOS

Alemania ALEMANIA

BÉLGICA

Bélgica

FRANCIA

13.520

11.020

SUIZA

15.820

AUSTRIA

14.490

EEUU

EEUU

LOS PAÍSES BAJOS

FRANCIA

22.090

30.670

REINO UNIDO

47.790

La frontera entre Marruecos y España está asegurada por militares y cercos. Frecuentemente ocurren estallidos de violencia cuando a los refugiados africanos se les niega el acceso en el punto de entrada de la UE en Melilla, España. Las fronteras exteriores de Europa son protegidas por la patrulla fronteriza FRONTEX, en operación desde 2004. Su presupuesto es el que asciende más rápido en la UE. En el año 2006, tenían un presupuesto de 6,2 millones de Euros; en 2011 era de unos 88 millones de Euros.

El número de solicitudes de asilo en Europa fluctúa fuertemente. En el año 2010 hubo el nivel más bajo en los últimos diez años. No obstante, los 27 estados miembros de la Unión Europea están enfrentando a un desafío grande. A nivel internacional, cerca del 45% de todas las personas que buscan asilo político recurren a países europeos en busca de refugio. De éstas, el 87% solicita asilo político en los estados miembros de la Unión Europea.

42.120

La frontera entre España y Marruecos en Melilla

33.250

milliones de personas en África viven con escasez de agua

El asilo en Europa

55.530

300

Esta es la razón por la cual el Concepto DESERTEC propone la generación de energía eléctrica capaz de proveer los requerimientos de agua. Las cercos, los centros de detención y las patrullas marinas no ayudan a las personas ni resuelven problemas. Los fundamentos para mejores condiciones de vida son un suministro de electricidad y agua potable, combinados con mejor educación y capacitación. Todo esto solo se puede realizar mediante la acción colectiva. Consecuentemente, la implementación del Concepto DESERTEC requiere de una asociación mutua entre las regiones participantes. Esta tarea no puede ser llevada a cabo únicamente por los estados a orillas del Mediterráneo, sino que también necesita incluir a los estados del Sahel. Los estados del Sahel, a pesar de estar escasamente poblados, tienen las regiones ecológicamente más sensibles y son el lugar de origen de grandes grupos de refugiados que, con su migración, han desestabilizado a los estados vecinos. Será necesario abordar sus problemas para una implementación exitosa. El Norte de África alcanza en el verano África la máxima de la irradiación solar y en Europa la máxima de a energía eólica es en el invierno. Esta desplazamiento temporal facilitaría facilitaría inversiones con beneficios mutuos.

49.020

Más de

Austria

Suiza

Francia

89


Proyectos de conductos de petróleo y gas

Capítulo 6 Seguridad, libertad y justicia > Electricidad importada

425.886 EJ

Existentes o en construcción y/o remodelación

Electricidad importada

Importaciones de petróleo y de gas natural

49,861 EJ

Recursos

El término „reservas” se refiere a los combustibles fósiles detectados que pueden ser extraídos con tecnología actual y pueden ser explotados al precio de mercado actual.

El término „recursos” se refiere a los combustibles fósiles que han sido detectados, pero que no pueden ser extraídos económicamente ni tecnológicamente con el estado actual de la tecnología y de la economía.

gas natural

uranio

petróleo

torio

2508 EJ

415 EJ

4152 EJ

6731 EJ

5286 EJ

1258 EJ

petróleo no convencional

9142 EJ

lignito

Rusia

La mayor parte de Europa Central depende actualmente de importaciones de gas natural y petróleo. Es probable que la cantidad de importaciones requerida para satisfacer a la demanda aumente, y en consecuencia la dependencia de la UE de países exportadores como Rusia, Libia, o Argelia.

EEUU Unión Europea Irán otros ductos importantes

depósitos importantes de gas

FINLANDIA Helsinki

Viborg Primorsk San Petersburgo Tallin

ESTONIA

R U S I A Rostock Greifswald

Dánzig

Berlín ALEMANIA

Saratov

BIELORRUSIA

CZ Praga Viena AUSTRIA

SLO Trieste Omisali HR

Kunandyk

UCRANIA

SK

Druzhba Alterau

Bratislava HUNGRÍA Budapest

Odesa Bucarest

Constanza

AL Alexandrópolis GRECIA

Ankara

TURQUÍA

Alashankou Alma-Ata

Aktau

Novosibirks

Kuryk Supsa GEORGIA

Estambul

Karakoya Kol Beyneu

Krasnodar

Luyny

Belgrado SERBIA BULGARIA Burgas Vlorë

KAZAKSTÁN Atassu

Alexandrv Gai

Brody

POLONIA

Samara

Volgogrado

Minsk Varsovia

Tiflis

ARMENIA Eriván

CHIN

TURKMENISTÁN AZ

Bakú

Turkmenbashi Ashkabad

Erzurum

Ceyhan

Reservas

7291 EJ

12.993 EJ

2785 EJ

gas natural no convencional

ropa más dependiente de importaciones de energía en el futuro. De hecho, precisamente lo contrario es cierto. Tómese a Alemania como ejemplo. Su única fuente de energía disponible en abundancia es el lignito, el cual también resulta ser la fuente de energía que causa más problemas para el medio ambiente. El gas natural consumido en Alemania proviene principalmente de Rusia, y el gobierno ruso lo ha utilizado repetidamente como un medio para presionar. El petróleo es suministrado principalmente por Gran Bretaña y Noruega, pero cada año las reservas de sus pozos petroleros disminuyen. La dependencia de proveedores de petróleo del Medio Oriente – Azerbaiyán, Irán, Irak, Arabia Saudita y Libia – por lo tanto seguirá en aumento. Estos países, o no tienen gobiernos electos democráticamente, o su situación política es inestable. Utilizar uranio tampoco es una muy buena opción, puesto que debe ser transportado por largas distancias desde América, África, e incluso Australia.

Todas las reservas se agotarán al final de siglo, excepto el carbón, el cual durará un poco más.

3216 EJ

191 EJ

17.906 EJ

103.351 EJ

En una publicación, la Fundación DESERTEC ha recomendado la importación de un 15% de la electricidad para África y el Medio Oriente. Europa actualmente importa cerca del 70% de su energía. De este modo, difícilmente se puede decir que la implementación de la solución de DESERTEC haría a Eu-

90

Financiados por

China

La electricidad es vital para la civilización. Sin electricidad, los estados desarrollados se paralizarían. Hornos eléctricos, refrigeradores, la calefacción central de edificios, las instalaciones de agua, teléfonos, iluminación y muchas otras cosas dependen de una fuente de electricidad. Así que no es de sorprenderse que algunas personas en países industriales se muestren reticentes a la idea de obtener su energía de regiones desérticas políticamente inestables. ¿Llevaría el cambio de fuentes de energias fósiles y nucleares a energías renovables inevitablemente a los países europeos industrializados a una nueva era de dependencia y vulnerabilidad del abastecimiento energético?

hulla

En planeación

Tabriz Neka

IRÁN

Mashhad Herat AFGANISTÁN

DEPENDENCIA ALEMANA EN ENERGÍA IMPORTADA Energía

Importado (%)

lignito hulla

0 72

gas natural

84

petróleo

97

uranio

100

Proveedores principales

Shiraz

– Rusia, Colombia, Australia, Sudáfrica Rusia, Los Países Bajos, Noruega Rusia, Noruega, Gran Bretaña Canadá, Francia, EEUU, Gran Bretaña*

*Gran Bretaña y Francia no tienen depósitos de uranio. Lo distribuyen después de haberlo obtenido principalmente de Norteamérica, Kazajstán, Australia y Namibia.

91


El potencial de la energía renovable

Capítulo 6 Seguridad, libertad y justicia > Electricidad importada Europa y el Norte de África

La energía de

2

semanas de luz solar en el desierto es igual a todas las reservas restantes de petróleo

En comparación, la distribución mundial de la energía renovable es considerablemente más asequible. La energía eólica, solar, de biomasa e hídrica puede ser producida en casi todos los continentes en grandes cantidades, pero desafortunadamente no todas las regiones tienen la mezcla óptima. El viento sopla particularmente fuerte en latitudes templadas y en los desiertos y estepas subtropicales. Las mejores regiones para obtener energía solar son los cinturones desérticos y esteparios que rodean el planeta, así como las altas montañas en el Tíbet y en los Andes bolivianos, donde la luz del Sol es más fuerte. El agua se encuentra en su mayor parte en las laderas de las montañas y en áreas de alta precipitación, donde las nubes frecuentemente bloquean el sol. Y la biomasa está disponible en todas las áreas fértiles, las cuales son básicamente áreas no desérticas y no esteparias.

Estados Unidos Las mejores ubicaciones para centrales solares se encuentran en los desiertos del suroeste. Las regiones con los mejores vientos están en las praderas occidentales, abarcando desde Texas hasta la frontera canadiense. El potencial para energía hidráulica y de biomasa se encuentra en el noreste. El proyecto más grande de almacenamiento de energía a partir de recursos hidráulicos es el uso del Lago Erie.

Muy grande, puede cubrir la mayor parte del área

El potencial de la energía renovable de Europa y del Norte de África es complementario el uno al otro. La temporada de vientos máximos en el norte de Europa y en la costa del Atlántico vienen en diferentes épocas del año que aquellos en África. Para compensar cuando no es temporada, Europa utiliza su abundante potencial hidráulico. Las plantas termosolares son más apropiadas para África, donde la radiación solar es más potente. En tanto, en Europa del Este hay un amplio potencial de superficie agrícola disponible para la producción de biomasa.

Grande, puede ofrecer contribuciones significativas Puede ser una fuente adicional El recurso no es suficiente para ser relevante

Japón

Norte de Asia Europa

El estado insular, con unos 127 millones de habitantes tiene acceso a una mezcla diversa de energías renovables. El estudio „Energy Rich Japan” muestra cómo el país puede satisfacer su demanda energética utilizando energía eólica, fotovoltaica, hidráulica y geotérmica sin la necesidad de centrales nucleares.

Norteamérica

Asia Central

El intercambio comercial de electricidad de fuentes renovables podría no solo funcionar para mantener y extender la producción de electricidad, sino también para proveer soluciones óptimas sustentable.

(Tíbet, las estepas chinas del noroeste)

Asia Oriental

Norte de África, el Medio Oriente

Bolsas de energía Una bolsa de energía funciona como cualquier otra bolsa, excepto que en lugar de bienes convencionales se ofrecen cantidades de electricidad. El precio de la eectricidad sería fijado a través de la ley de oferta y demanda, donde una alta oferta y una baja demanda conllevan al precio más bajo. En 2009, la electricidad en la bolsa de energía europea en Leipzig alcanzó un récord de precio bajo e incluso negativo debido a un periodo tormentoso de baja presión atmosférica con una alta oferta de electricidad de plantas eólicas El precio de un MWh era de -200 Euros.

92

Sur de Asia

Norte de Sudamérica

(Brasil, Colombia, Venezuela)

África Central

Sur de Sudamérica, Los Andes

Sur de África

China Los desiertos y las estepas chinas tienen vientos fuertes permanentes que crean condiciones ideales para el uso de energía eólica. La energía solar puede ser recolectada en el sur, siendo las mesetas del Tíbet el lugar más apropiado. Se pueden encontrar grandes sistemas fluviales en las altas montañas del este. De hecho, ningún otro país tiene un potencial tan grande en términos de energía hidráulica como China. Sin embargo, la energía hidráulica suele estar acompañada de enormes problemas sociales y ecológicos.

Australia

93


Escenarios: Transmisiones de HVDC en la región EUMENA y en EEUU

Capítulo 6 Seguridad, libertad y justicia > Seguridad

Seguridad

2071 km de largo es la línea terrestre HVDC que transporta electricidad de la represa de Xiangjiaba hasta Shanghai

Corriente continua de alta tensión (HVDC) Una red eléctrica eficiente basada en energías renovables debe ser capaz de transportar electricidad muy eficientemente de los mejores lugares de producción hasta las áreas de gran demanda. Una combinación muy conveniente para transportar electricidad son las „carreteras eléctricas” de HVDC para corriente continua en largas distancias y el transporte de corriente alterna para la distribución local. Las pérdidas energéticas en las líneas de transmisión HVDC son bajas, 3-4% por cada 1000 km de distancia. Mientras más larga sea la línea de transmisión y más grande su capacidad, menores serán los costos.

94

Mientras más escaso se vuelve un recurso, más conflictos hay a su alrededor. Históricamente, la lucha por materia prima y energía ha llevado reiteradamente a confrontaciones armadas. Ductos ha sido saboteados por grupos políticos y terroristas. La seguridad del abastecimiento energético es una de las principales razones para el involucramiento de los Estados Unidos en el Medio Oriente. En años recientes, Rusia ha utilizado reiteradamente la entrega de gas natural como un instrumento para ejercer presión política. Asimismo, las distancias necesarias para transportar electricidad incrementarán en el futuro. Hoy en día la distancia promedio entre centrales y clientes en países desarrollados es de unos 100 kilómetros. Eventualmente, las redes continentales requerirán integrar las plantas eólicas de las costas, las centrales solares de los desiertos y las centrales hidráulicas de las montañas al transportar energía al otro lado del continente, a los centros de consumo. La distancia entre la central y el cliente aumentará en promedio a más de 1.000 kilómetros. A pesar de que pueda parecer que el abastecimiento energético podría volverse más inseguro. Una comparación con el estado actual relativiza la situación. Actualmente, los países industrializados son particularmente dependientes de petróleo y gas natural, transportados a través de unas cuantas rutas altamente vulnerables. Frecuentemente, esto significa dependencia de países exportadores y políticamente inestables. Hasta ahora, países enteros, como Albania, son completamente dependientes de un solo ducto porque los suministros de otros países son muy limitados. La importación de petróleo, carbón y uranio a lugares como Europa Central es manejada únicamente por unos pocos puertos del Mar del Norte.

Sin embargo, las redes superinteligentes a gran escala serán en el futuro mucho más densas que los pocos gasoductos y puertos petroleros que están en uso hoy en día. Pronto, los cables submarinos incrementarán la seguridad energética al conectar a varios países africanos y Europa. Y aún si todas las líneas fallaran a la vez, es improbable que esto tenga un impacto en la garantía del suministro. El plan para la región EUMENA es que Europa importe solo 15-17% de la energía desértica y eólica producida en África para el 2050. Por lo tanto incluso un colapso total no causaría una falla en el sistema, ya que las pérdidas podrían ser absorbidas por un periodo determinado de tiempo. De hecho, la seguridad en los países desarrollados será garantizada por tales redes superinteligentes a gran escala. Por ahora, las conexiones a gran escala son relativamente débiles. En no-

viembre de 2006, una falla de una sola línea en el norte de Alemania llevó a un colapso en muchas partes de la red europea; hubo apagones desde Polonia hasta España y en la mayor parte del sur de Italia. La planeación de la construcción de una red de carreteras energéticas para el abastecimiento a gran escala con energía renovable facilitará evitar tales acontecimientos. China está particularmente bien cubierta, habiendo construido más de 10.000 kilómetros de líneas de corriente continua de alta tensión (HVDC) de 800 kV a través de su territorio. Otro elemento importante es el desarrollo de redes eléctricas descentralizadas. Esto significa que, además del transporte a largas distancias, la generación de electricidad en plantas renovables va a exigir inevitablemente la trasmisión a distancias más cortas. Estos

sistemas más pequeños serán construidos cerca de la red y también en la cercanía de donde la electricidad sea requerida. Tal generación descentralizada de electricidad podría complementar la producción de las plantas centrales e incluso substituirlas. Así, el sistema eléctrico en conjunto se convertirá cada vez menos vulnerable a amenazas en términos de seguridad, como ataques terroristas. Además, la electricidad podría difícilmente ser utilizada como un arma política. El carbón, el petróleo, el gas o el uranio pueden ser retenidos y vendidos después, mientras que la electricidad originada por el viento, el agua y el sol es más difícil de retener, y pierde valor con el tiempo. Los proveedores, por lo tanto, tendrán un interés particular para asegurar la estabilidad del abastecimiento energético.

95


Países certificados por EITI y candidatos

Capítulo 6 Seguridad, libertad y justicia > La maldición de los recursos, monopolios, buena gobernanza

Países certificados Candidatos

del total de millonarios provienen de países en desarrollo

La Iniciativa de Transparencia en la Industria Extractiva (EITI) Fundada en 2003, la EITI tiene como objetivo combatir la corrupción en países en desarrollo y fortalecer la „buena gobernanza” a través de impuestos y gravámenes a compañías explotadoras de materias primas. También promueve la transparencia para prevenir que los fondos dirigidos a presupuestos públicos sean malversados o usados inadecuadamente (como por ejemplo el financiamiento de milicias privadas). La EITI publicó una lista en su página web de los países que ya revelan sus flujos de fondos, o que han anunciado que están preparando su publicación (www.eiti.org).

96

A menudo surgen dudas si el Concepto DESERTEC es una nueva forma de explotación. Europa se estaría asegurando una vez más recursos externos a expensas de otros estados. Conocida como una „maldición de los recursos”, la explotación de los recursos africanos habría estabilizado regímenes no democráticos: En la historia del colonialismo hay muchos ejemplos de la así llamada „maldición de los recursos”. La exportación de materias primas como petróleo, gas o minerales sólo han aumentado la riqueza de una élite y ha llevado al empobrecimiento de la mayoría de la población local, o incluso a la guerra civil. El Congo, Angola y Nigeria son ejemplos típicos de esta tragedia. Existe más de una razón para este fenómeno. La exportación de materias primas le da a las élites una forma fácil de monopolizar el poder y así financiar un sistema represivo. Adicionalmente, cuando los países pobres exportan la mayoría de su mercancía, se deprecia la moneda, con lo cual los productos nacionales se encarecen y los importados son más baratos. Así las economías nacionales son destruidas y se incrementa la dependencia en las exportaciones. La espiral cuesta abajo continúa porque las economías de muchos países están constantemente amenazadas por fluctuaciones en los precios de las materias primas, los cuales a menudo conducen a hambrunas. Estos riesgos no aparecen automáticamente, pero deben ser considerados. Por lo tanto, el Concepto DESERTEC debería ser implementado dentro del marco de la política exterior y de desarrollo. Afortunadamente, no se esperan precios extraordinariamente fluctuantes de los recursos energéticos

Estados suspendida

NORUEGA

KAZAKSTÁN

MONGOLIA

KIRGUISTÁN AL

AZ

AFGANISTÁN IRAK

ISLAS DEL CAPO VERDE

GUATEMALA

MAURITANIA

MALI

NÍGER YEMEN

TRINIDAD Y TOBAGO

BURKINA FASO

GUINEA SIERRA LEONE

COSTA DE MARFIL

LIBERIA

GHANA TOGO

20%

La maldición de los recursos, monopolios, buena gobernanza

CHAD NIGERIA REPÚBLICA DE ÁFRICA CENTRAL CAMERÚN

CONGO PERÚ

REPÚBLICA DEMOCRÁTICA DEL CONGO

I N D O N E S I A

TANZANIA

ISLAS SALOMÓN

TIMOR DES ESTE ZAMBIA MADAGASCAR MOZAMBIQUE

porque el sol y el viento están disponibles en forma gratuita, lo cual hace posible contratos a largo plazo con precios fijos. Se ha demostrado mediante cálculos que al recibir un abastecimiento de agua y de energía renovable y asequible, las regiones desérticas, tales como los estados norafricanos, serían los principales beneficiados de las soluciones de DESERTEC. Los precios de la electricidad en estos países serían la mitad de los niveles actuales. La competitividad de sus economías domésticas también se vería fortalecida. Para lograr estos fines, DESERTEC recomienda que los acuerdos sean realizados a nivel de política y que, en la realización del Concepto DESERTEC, los compromisos de financiamiento estén unidos a la implementación de estructuras

constitucionales y democráticas. Tales medidas podrían evitar la monopolización de las ganancias y la corrupción y representarían una oportunidad significativa, especialmente para las revoluciones democráticas en el Norte de África. La clave aquí es una „buena gobernanza”. Aunque no es una tarea fácil, vale el esfuerzo. La paz solo puede ser construida a través de cooperación y reciprocidad, y no a través del aislacionismo. Para un buen ejemplo de una iniciativa basada en estos principios, hay que mencionar la Iniciativa de Transparencia en la Industria Extractiva (EITI por su nombre en inglés), una iniciativa para frenar la corrupción y asegurar la transparencia en la industria extractiva.

La maldición de los recursos: el ejemplo de Nigeria El Delta del Níger es una de las reservas de petróleo más ricas del mundo. De ahí se ha extraído petróleo por más de 50 años. Sin embargo, las esperanzas de prosperidad no han sido satisfechas. En Nigeria, más del 65% de la población vive debajo de la línea de pobreza. Un medio ambiente saludable es crucial, pero es aún más crucial para más del 60% de la población del Delta del Níger que depende de la agricultura, la pesca, y la recolección de productos forestales para su sustento. Desafortunadamente, el Delta del Níger es una de las cinco áreas más contaminadas por producción de petróleo en el mundo. En mayo de 2010, un oleoducto derramó un millón de galones de petróleo durante siete días, destruyendo uno de los manglares más grandes del mundo. Una y otra vez explotan oleoductos, provocando las muertes de quien se encuentre alrededor. Desde 1998, fueron más de 2000 víctimas.

97


Capítulo 7

Economía Christoph Kost

Lograr la transición de fuentes fósiles y nucleares a energías renovables costará dinero. Mientras más esperemos con la transición, más cara será esta, pero es un cambio que beneficiará a la humanidad – también económicamente. 98

99


1.200

900

485

410

410

410

410

410

410

410

857.248

825.224

795.903

El mercado de energías renovables (capacidad en MW)

410

El mercado de energías renovables

772.448

752.435

Capítulo 7 Economía > El mercado de energías renovables

Suma anual de la radiación solar directa

2.000

1.500

1.000

100

39.000

20.547

14.730

9.162

6.770

5.167

3.847

2.795

2.201

158.908

120.291

93.820

74.052

59.091

47.620

39.431

31.100

23.900

17.400

13.600

10.200

7.600

197.039

56.123

51.826

1.428 Energía hidráulica 2004-2008

Energía eólica 1996-2010

Condiciones del lugar e inversión

2.500 kWh/m2

500

La energía hidráulica y de biomasa han sido las piedras angulares de los sistemas energéticos nacionales por muchas décadas. En años recientes, la energía proveniente de turbinas de viento ha alcanzado un precio competitivo de mercado, rivalizando con aquél de las centrales eléctricas

Fotovoltaica: 2000-2010

Biomasa e incineración de desechos 2005-2008

6.100

mil millones de dólares en energías renovables a nivel mundial. Es más que cinco veces la cantidad invertida en 2004

manera que los costos bajaron, tanto para la construcción como para la operación de tales instalaciones. Las cifras hablan por sí mismas – se ha desarrollado un mercado eficiente a través de la expansión internacional de las energías renovables. A finales de 2010 la capacidad instalada proveniente de fuentes de energía renovables alcanzaron los 400 GW, con inversiones anuales de unos 211 mil millones de dólares en nuevas instalaciones. Sin embargo, debido a diferentes costos y estructuras de los mercados las diferentes tecnologías se han desarrollado también en formas muy distintas.

49.067

211

En los últimos diez años ha habido un incremento sin precedentes en los avances tecnológicos respecto a las energías renovables y en su presencia en la opinión pública. Este desarrollo ha sido respaldado por una mayor rentabilidad de las tecnologías alternativas y por programas gubernamentales de apoyo a la producción de energía sustentable. Al mismo tiempo, muchos países han introducido regulaciones que permiten un ambiente propicio para la inversión, incluyendo: marcos legales e instrumentos de mercado adecuados tales como préstamos, tarifas de introducción de energía renovable a la red eléctrica (tarifas feed-in), cuotas y bonos de carbono. En varios modos, estas iniciativas fueron la respuesta de los estados al enfrentar el cambio climático y la creciente escasez de combustibles fósiles. En el mercado de energías renovables, esto llevó al uso de nuevas y mejores tecnologías con niveles más altos de eficiencia. De tal

44.796

En 2010, se invertió una suma de

1.762

Centrales termosolares 2000-2010

Source: Meteonorm 6.0 (www.meteonorm.com); uncertainty 15% Period: 1981 - 2000; grid cell size: 1O June 2008

En 2010, por vez primera, las inversiones mundiales en energía solar (86,1 mil millones de dólares) llegaron a la altura de las inversiones de energía eólica (94,7 mil millones de dólares). 60 mil millones de dólares fueron invertidos únicamente en energía fotovoltaica, un incremento de casi 100% con respecto a 2009. Una razón principal de esto fue el apoyo gubernamental a la energía solar a través de tarifas garantizadas de introducción de energía renovable a la red eléctrica. Estas son fundamentales para la implementación y el desarrollo de la energía solar. Esto es especialmente cierto para países y regiones con sol abundantes, puesto que no solo cuentan con un potencial enorme en términos de oferta, sino que también tienden a encontrarse entre los más desfavorecidos económicamente. Así que, por lo menos en la fase de implementación, los inversionistas en energía solar y los clientes potenciales dependen de las tarifas de introducción de energía renovable a la red eléctrica fijadas por el gobierno. Si las promesas por tales tarifas no se cumplen posteriormente para los sistemas en operación, la confianza de los inversionistas potenciales se deteriorará, y toda la industria solar se verá amenazada.

101


Capítulo 7 Economía > El mercado de energías renovables

Norteamérica

Capacidad instalada en MW

Europa

Fotovoltaica (2010)

84.278

44.189

Energía eólica (2010) Energía hidráulica (2009)

En 2010, fueron invertidos

72

mil millones de dólares en energías renovables en países en desarrollo. De modo que, por primera vez, los países en desarrollo superaron a los países industrializados en términos de nuevas inversiones

convencionales, y ha encontrado mercados importantes en muchos países, alcanzando para finales de 2010 una capacidad mundial instalada de 200 GW. Desde 2008, el mercado fotovoltaico se ha vuelto altamente competitivo, ya que el número de países productores con una gran industria manufacturera ha aumentado considerablemente – la marca de capacidad mundial de 40 GW casi ha sido superada. Las regiones asoleadas, semejantes a los desiertos, han experimentado un alza enorme en la instalación de centrales termosolares desde sus primeras construcciones entre 1982 y 1990 en los Estados Unidos. Mientras tanto, muchas otras centrales de 1.200 MW han sido instaladas, y muchos estudios de mercado muestran un panorama positivo para el futuro. Todo esto apunta a un potencial tremendo de desarrollo para las tecnologías mencionadas, a pesar de que su desarrollo dependerá de las decisiones en políticas de tecnología, economía y energía. Así, en los siguientes 20 años – comparado con niveles de 2010 – las capacidades de las centrales termosolares aumentaran en más de 200 veces, a 250 GW, la energía fotovoltaica aumentará 60 veces a 2.200 GW, y la energía eólica en 10 veces, a unos 2.500 GW.

Regiones con potencial para centrales termosolares

Asia 61.087

2.727

Oceanía

164 504 29.252

2.397

286

África y el Medio Oriente

1.079

0

34

América Latina y el Caribe

0

2.008

167

137

5.194 286

MW

Desarrollo del mercado de energías renovables en MW

2.500.000

NUEVAS INVERSIONES EN ENERGÍAS RENOVABLES EN MILES DE MILLONES DE DÓLARES

2.000.000

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

Norteamérica

3,8

10,3

24,6

29,4

32,3

19,7

30,1

Centro y Sudamérica

0,5

2,8

4,7

7,7

15,7

9,4

13,1

Europa

9,0

18,4

27,3

46,6

47,6

45,0

35,2

África y el Medio Oriente

0,3

0,1

1,5

1,5

2,4

2,4

5,0

Asia y Oceanía

5,6

11,0

18,3

26,2

34,4

45,7

49,3

Centrales termosolares Energía eólica Fotovoltaica

1.500.000 1.000.000 500.000 0 2010

102

2015

2020

2025

2030

Año

103


Costos de producción de electricidad

Capítulo 7 Economía > Costos de producción de la electricidad

Rango de precios inferiores Rango de precios medios

Costos de producción de la electricidad Costos de producción de la electricidad Los costos de producción de la electricidad son los costos involucrados en la conversión de una forma de energía en electricidad. Son calculados utilizando el costo de producción de electricidad a lo largo de la vida útil de la planta (LEC). El resultado es un valor en €/kWh. Este valor expresa el costo promedio de cada kWh de electricidad producida por un tipo particular de tecnología.

Céntimo de Euro/kWh

Rango de precios superiores

La caída en los costos de producción de la electricidad indica un mercado en crecimiento y la viabilidad económica de la energía renovable. Comparadas con centrales eléctricas convencionales, los aerogeneradores en áreas ventosas costa adentro pueden lograr costos de generación de electricidad de 5 a 8 céntimos de Euro por kWh. Los aerogeneradores costa afuera, a pesar de contar con plena carga mayor (3.600 horas por año), son ligeramente más caros – 12 y 15 céntimos de Euro por kWh – debido a sus costos operativos más altos y su instalación en el lecho marino. Las centrales hidroeléctricas han estado produciendo electricidad barata, con costos entre 3 y 8 céntimos de Euro por kWh, durante más de 100 años. En áreas rurales, la biomasa entrega energía a costos relativamente bajos entre 8 y 12 céntimos de Euro por kWh desde hace años. Dependiendo de las cantidades locales de luz del sol y del tamaño de la central, los sistemas fotovoltaicos ofrecen energía de 10 a 20 céntimos de Euro por kWh. Hace unos

Centrales eólicas

Al mismo tiempo, la producción de obleas, celdas y paneles ha emergido en Estados Unidos, Europa y particularmente en Asia (China). Este tipo de expansión en la capacidad de producción podría reducir los cuellos de botella en la producción de silicio, así como reducir los costos totales. El establecimiento de un mercado de paneles solares en Asia apoyará aún más estos desarrollos. Desde finales de 2008 hasta finales de 2010, el precio al por mayor de los paneles solares cayó en un 45%. Esta caída fue provocada por la crisis económica que comenzó a finales de 2008, la caída del mercado español de sistemas fotovoltaicos, y el incremento considerable en la capacidad mundial de producción. Consecuentemente, los costos de producción de electricidad para los sistemas fotovoltaicos de menor tamaño, que incluían costos de instalación de € 1,50 por watt, cayeron a menos de € 0,20 por kWh para los sistemas fotovoltaicos en Alemania. Para sistemas de mayor tamaño, los costos de producción de electricidad se localizan bajo los € 0,15 por kWh. Si

años, estos valores eran dos o tres veces más altos. Los sistemas fotovoltaicos, comparados a las centrales termosolares, actualmente muestran una mejor relación costo-beneficio en sitios con una radiación anual de 2.000 kWh/m2/año. El precio de paridad de la energía solar („paridad de red”) ya ha sido alcanzado en regiones con altos niveles de radiación y donde los precios al menudeo de la electricidad son relativamente altos (por ejemplo, en el sur de Italia). La expansión mundial de capacidad de producción de los paneles solares ha convertido al mercado de sistemas fotovoltaicos en uno competitivo y masivo. Hasta ahora, este mercado ha estado dominado por unos cuantos países, principalmente Alemania, España, y en algún momento Japón. En 2010, Alemania lideró los mercados al incrementar su capacidad instalada a 7 GW. Pero la cantidad de sistemas instalados ha aumentado en muchos otros países europeos, Estados Unidos y China. Se espera que los mercados fotovoltaicos crezcan en todos los continentes.

Céntimo de Euro/kWh

Centrales termosolares

Céntimo de Euro/kWh

18

32

32

16

28

28

24

24

20

20

16

16

12

12

8

8

4

4

14 12 10

los costos de instalación fueran de € 1,70 por watt, los costos de producción de electricidad bajarían más o menos a € 0,13. En países tales como Italia o España, que cuentan con una radiación de 2.000 kWh/m2/año, los sistemas de menor tamaño podrían alcanzar costos de producción de electricidad de apenas 10 a 13 céntimos de Euro. Los sitios con una alta radiación permiten que la energía solar sea competitiva con la electricidad al por menor. En los últimos cinco años, el establecimiento de incentivos atractivos en los Estados Unidos y en España han dado lugar al desarrollo de nuevas centrales de energía solar por concentración (ESC). Entre 1980 y 1990, la construcción de nueve centrales solares en California con una capacidad total de 354 MW no pudo estimular el crecimiento de la industria. En particular, los países que disfrutan de altos niveles de radiación solar directa están desarrollando actualmente planes para sus primeras centrales ESC.

Fotovoltaicas

8 6 4 2 0

0 1300

2000

2700

Aerogeneradores costa adentro 1-2 MW

104

2800

3200

3600

Aerogeneradores costa afuera 3-5 MW

kWh/m2/año

0 2000

2500

ESC con almacenamiento

2000

2500

ESC sin almacenamiento

2000 torre

2500

kWh/m2/año

1100

1700

2000

Sistemas pequeños hasta 10 kWp

1100

1700

2000

Sistemas mayores hasta 100 kWp

1100

1700

2000

Sistemas abiertos hasta 100 kWp

105

kWh/m2/año


Recursos eólicos a 50 m sobre el suelo para cuatro condiciones topográficas

Capítulo 7 Economía > Costos de producción de la electricidad

Reino Unido – Boom en sistemas eólicos pequeños

El viento como una ventaja geográfica de Europa Las decisiones de inversión son decisiones geográficas. Uno de los primeros y más importantes criterios para escoger una ubicación es el potencial de los recursos naturales existentes. Europa tiene características únicas para el uso de energía eólica. Esto vale especialmente para las áreas costeras (instalaciones costa adentro y costa afuera) de Europa Occidental. En 2010, fueron invertidos 90 mil millones de dólares en energía eólica en todo el mundo. La mayoría de estos recursos fueron para proyectos costa afuera, para crear una capacidad total de 1,2 GW, lo cual representa una tasa de crecimiento de 59%. A nivel mundial, 12 países construyeron instalaciones costa afuera; 10 de ellos en Europa. El Reino Unido dispone de más de la mitad del mercado mundial de energía eólica costa afuera instalada (1,2 GW), seguido por Dinamarca y los Países Bajos. El mercado costa afuera en Bélgica creció en 0,2 GW en 2010, lo cual representa el 49% de su mercado de energía eólica. Asimismo en 2010, Francia instaló una capacidad de aerogeneradores de 1,1 GW. La porción del total de generación de energía eólica de Dinamarca es de 21%, haciéndolo un líder mundial en energías renovables. Portugal ocupa el segundo con 18%. La energía eólica en España es el 16% y en Alemania 9% (comparados con 2% de China y 2% de Estados Unidos). Esta dinámica contribuyó a las caídas de precios de cerca de 18% por MW para los aerogeneradores en los últimos dos años. Así aumenta la competitividad de la energía eólica frente a fuentes convencionales de energía.

106

A comienzos del 2011, el total de centrales termosolares instaladas en el mundo tenía una capacidad de 1,2 GW. Hacia 2014, la capacidad alcanzará 5 GW, en el caso de que todas las centrales bajo planeamiento y construcción sean completadas a tiempo. El costo actual de una central termosolar de 50 MW con capacidad de producción nocturna y almacenamiento en sales fundidas de hasta seis horas, es de 16 a 22,5 céntimos de Euro por kWh a una tasa anual de radiación de 2.000 kWh/m2/año. Así estas llegan a un costo menor que las plantas sin almacenamiento (23,8 céntimos de Euro por kWh) porque un campo más extenso con espejos solares y con unidades de almacenamiento de sales fundidas utiliza mejor las turbinas de la central y por lo tanto garantiza una cantidad mayor de horas de plena carga. Aún sin el uso de tecnología de almacenamiento, la construcción de centrales más grandes con turbinas con capacidades mayores a 100 MW baja los costos de producción de electricidad a 19,1 céntimos de Euro por kWh. En regiones con radiación solar que alcanza máximos de 2.800 kWh/ m2/año, como los desiertos norafricanos y californianos, se pueden alcanzar costos de producción de electricidad de 15 céntimos de Euro por kWh. En los próximos años se espera que la tecnología ESC, comparada con las primeras centrales, logre mayores reducciones de costos a través de un mayor grado de automatización, una experiencia mayor en los proyectos, el uso de materiales y componentes mejorados, y economías de escala resultantes del desarrollo de proyectos más grandes. A causa de sus ventajas competitivas con respecto a la generación convencional de energía, la energía eólica cuenta con la cantidad más grande de sistemas instalados recientemente de todas las energías renovables en el mundo.

Más de la mitad de los mercados de aerogeneradores instalados costa afuera vienen del Reino Unido. El Reino Unido tiene un papel importante en el mercado de sistemas eólicos pequeños (debajo de 100 kW). Con el apoyo del gobierno, la porción doméstica creció en 65% en 2009. Más de 20 manufactureros nacionales producen cerca del 45% para el mercado doméstico, alrededor del 55% de la producción es exportada.

Bélgica – el aerogenerador más grande del mundo con participación internacional Frente a la costa belga se encuentra el aerogenerador más grande, con una capacidad de 6 MW, fue construido como parte de un parque eólico de 300 MW. El costo del proyecto está estimado en 1,7 mil millones de dólares. Los proyectos de esta magnitud son a menudo solamente posibles mediante participación internacional. Este proyecto involucró a compañías y bancos de Dinamarca, Alemania, Francia, Países Bajos e India.

España – Campeón europeo en nuevas instalaciones En 2010, España instaló 1,8 GW de energía eólica. Con una capacidad total de 20,7 GW, España tiene el cuarto lugar mundial en términos de nuevos molinos de viento. A pesar de que España tiene una menor capacidad instalada de energía eólica que Alemania, en 2010 produjo más electricidad generada por viento que Alemania debido a una tecnología más avanzada de sus aerogeneradores, y mayores velocidades del viento.

espacios abiertos

regiones costeras

mar abierto

colinas y montañas

ms–1

ms–1

ms–1

ms–1

> 7,5 6,5 – 7,5 5,5 – 6,5 4,5 – 5,5 < 4,5

Wm–2

> 500 300 – 500 200 – 300 100 – 200 < 100

> 8,5 7,0 – 8,5 6,0 – 7,0 5,0 – 6,0 < 5,0

Wm–2

> 700 400 – 700 250 – 400 150 – 250 < 150

> 9,0 8,0 – 9,0 7,0 – 8,0 5,5 – 7,0 < 5,5

Wm2

> 800 600 – 800 400 – 600 200 – 400 < 200

> 11.5 10,0 – 11,5 8,5 – 10,0 7,0 – 8,5 < 7,0

Wm–2

> 1.800 1.200 – 1.800 700 – 1.200 400 – 700 < 400

Dinamarca – Transmisión de corriente continua de alta tensión (HVDC) para envíos de energía eólica a Noruega Los 240 km de cableado aéreo y submarino HVDC del proyecto Skagerrak 4 permiten a Dinamarca y a Noruega intercambiar 715 MW de electricidad. La linea transporta principalmente electricidad hidráulica de Noruega a Dinamarca, y energía solar/eólica de Dinamarca a Noruega. Ambas redes incrementan la participación de renovables en sus mezclas eléctricas respectivas y optimizan el uso de energía.

Alemania – el primer parque municipal costa afuera en Europa con financiamiento completo A 45 km de la costa del Mar del Norte, frente a la isla de Borkum, ha sido creado el parque eólico más grande de Alemania. Fueron involucrados 33 proveedores de servicios públicos municipales y de energía regionales. En la primera fase, fueron construidos 40 aerogeneradores de 150 m de altura, logrando abastecer con electricidad a 200.000 hogares. Las operaciones normales comenzarán en 2012/13. La inversión total para la primera fase fue de más de € 700 millones, los cuales incluyeron € 550 millones en préstamos de un acuerdo conjunto entre once bancos, incluyendo el Banco Europeo de Inversiones, NRW Bank y KfW en 2010. La segunda etapa se llevará a cabo en 2013 con la construcción de otros 40 aerogeneradores. Así se alcanzará una capacidad de 400 MW.

107


Diagnóstico del desarrollo de costos de producción de electricidad

Capítulo 7 Economía > Costos de producción de la electricidad

Sistemas fotovoltaicos a pequeña escala

Sistemas fotovoltaicos concentrados Los sistemas fotovoltaicos concentrados con un seguidor solar sobre dos ejes enfocan los rayos del sol hacia una celda solar a través de ya sea una lente o un espejo. La concentración de la radiación solar en esta celda es entre 400 y 1.000 veces más fuerte que con celdas fotovoltaicas convencionales. Después de dos años de operación comercial exitosa en plantas en España y Estados Unidos, muchos productores han iniciado la producción industrial de módulos. Los costos de producción de electricidad de 18 a 22 céntimos de Euro por kWh para un sitio con una radiación directa normal de 2.000 kWh/m2/año ya logran competir con tecnologías de mercado más maduras.

Siguiendo los ejemplos de mercado de Dinamarca y Alemania, en los últimos años han sido construidos muchos nuevos parques eólicos en España, el Reino Unido, Estados Unidos, China e India. Además de estos mercados masivos, se encuentran en el proceso de construcción proyectos y parques eólicos en muchos otros países industrializados o en algunos países emergentes y en desarrollo, con capacidades de varios cientos de MW. En Alemania, la energía eólica ya corresponde al 6% del total de la electricidad generada. Esta tasa aumentará por la expansión de las instalaciones costa afuera. Mientras que los sitios costeros con 2.700 horas de plena carga alcanzan costos de producción de electricidad de 5,4 céntimos de Euro por kWh, las distancias más lejanas a la costa con menos viento ofrecen un costo de producción de electricidad de 8,9 a 11,9 céntimos de Euro por kWh. En contraste, el análisis de los aerogeneradores costa afuera actuales ha demostrado que sus costos más altos de producción de electricidad se deben al uso de materiales más durables, al anclaje problemático en el lecho marino, procesos complejos y caros de instalación y de los sistemas de logística y transporte, así como costos más altos de mantenimiento. Las instalaciones costa afuera alcanzan 14.5 céntimos por kWh, mientras que los sitios marinos mejor situados ofrecen 11,7 céntimos de Euro. Pero estas ubicaciones costa afuera tienen la desventaja de conexiones de red complejas y caras, las cuales se suman a los costos. La combinación de varias granjas eólicas con conexiones de DC (corriente continua) reduce los costos para centrales individuales, y facilita la posibilidad de transporte con poca pérdida a distancias de 100 a 200 km. Desde hace ya años los costos de producción de energía de fuentes renovables han

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estado cayendo mediante el uso de materiales más eficientes, reducciones subsecuentes en el uso de materias primas y procesos de producción más eficientes. Asimismo, de acuerdo al efecto de la curva de experiencia, una curva de aprendizaje industrial se explica la caída en los costos. Durante los últimos 20 años las tecnologías solares y eólicas han demostrado una disminución consistente de costos, de acuerdo a la curva de aprendizaje. El precio de los paneles fotovoltaicos cayó en 20%. Para las turbinas de viento, la curva de aprendizaje resultó en una reducción de costos de 3 a 12% y al mismo tiempo el costo de las centrales termosolares cayó en 8%. Si el costo del desarrollo de fuentes de energía renovables continúa siguiendo esta curva, la paridad de red será alcanzable en muchos países muy pronto. Los sistemas fotovoltaicos que ya reciben 1.000 kWh/m2/ año de radiación solar alcanzaran en 2015 un precio de menos de 20 céntimos de Euro por kWh. A partir de 2020, los costos de producción de electricidad caerán por debajo de 15 céntimos de Euro por kWh. Para 2025, en los sitios con altas valores de radiación (2.000 kWh/m2/año), y un crecimiento de mercado de 1.400 GW, los sistemas fotovoltaicos pueden alcanzar costos competitivos con parques eólicos tierra adentro. En contraste, los potenciales de reducción de costos para los aerogeneradores son solo marginales. Durante los siguientes cinco años y debido al crecimiento del mercado, las centrales termosolares se beneficiarán sustancialmente de las fuertes caídas en los costos producción de electricidad. Hacia 2017, bajaran los costos de producción hasta 15 céntimos de Euro por kWh, colocándolas en el rango de los costos de producción de los aerogeneradores costa afuera. En cambio, el costo de producción de electricidad de las centrales convencionales, tales como carbón, gas, petróleo y nuclear

Centrales de energía solar por concentración (ESC) con almacenamiento

Euros/kWh

0,30

Sistemas fotovoltaicos a gran escala Eólica costa afuera Eólica costa adentro

0,25

Energía convencional

0,20

0,15

0,10

0,05 2011

2015

tendrán un desarrollo contrario y subirán. Las razones son muchas: costos crecientes de extracción de reservas menguantes de carbón, petróleo y gas, el precio de las emisiones de CO2 a través de bonos de carbono o costos externos debido a requisitos de seguridad y condiciones financieras para centrales nucleares inseguras. Además, la mayoría del daño provocado por centrales

2020

2025

2030

Año

convencionales no está incluida en el precio, ya sea la recuperación, el desecho de materiales u otras formas de contaminación ambiental. A pesar de que es difícil, si no es que imposible, predecir los costos de generación de electricidad de plantas convencionales, está claro que considerando los costos totales, los precios aumentaran aún más.

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Apéndice > Preguntas frecuentes

Preguntas frecuentes ¿Qué hay detrás de DESERTEC? El Concepto DESERTEC fue desarrollado por una red de políticos, científicos y economistas del Mediterráneo. Esto llevó a la Fundación DESERTEC, registrada en Berlín, una organización sin fines de lucro comprometida a la implementación del concepto. En 2009, la Fundación DESERTEC obtuvo mucha atención de los medios debido a su colaboración con sus asociados industriales y financieros para comenzar la iniciativa industrial Dii GmbH. La Dii trabaja para establecer las condiciones básicas que permitirán la implementación eficaz del Concepto DESERTEC en la región EUMENA. ¿La Fundación DESERTEC construirá sus propias centrales solares? La tarea de la Fundación DESERTEC consiste en ser un mediador. Lucha por abrir abrir el camino para implementar el Concepto y opera desde una base completamente transparente. También aboga para establecer las condiciones adecuadas para implementar el Concepto. El Concepto DESERTEC es frecuentemente asociado con el Norte de África y “la energía del desierto”. ¿Qué es con el resto del mundo? Debido a la cercanía, el Norte de África y el Medio Oriente son mucho más apropiados para crear una relación de trabajo cercana y más adecuados para integrar a la red eléctrica europea que Centro o Sudamérica. Para el resto de África, las energías renovables en general y las centrales termosolares en particular pueden ser igual de adecuadas como base para el suministro energético. También se podrían beneficiar de la reducción en los costos resultante de las mejoras tecnológicas provenientes del Norte. Más allá de estas regiones, DESERTEC apoya campañas para la implementación de “energía limpia del desierto” en Estados Unidos, Australia, China, India y en Sudamérica. Sin embargo, los medios de la Fundación DESERTEC son limitados. Por lo tanto, DESERTEC ha construido redes regionales alrededor del mundo, difundiendo el conocimiento y la investigación de DESERTEC. ¿Por qué DESERTEC no ha sido implementado aún? A menudo la gente no distingue entre recursos energéticos y depósitos de almacenamiento de energía. En un sentido literal, las energías renovables son los únicos recursos que existen! Aunque sean útiles, los combustibles fósiles como carbón, petróleo y gas es una forma muy valiosa de almacenar energía. Desde el punto del suministro de energía no hay diferencias entre ambas fuentes de energía y subsecuentemente a menudo son vistos como iguales e intercambiables. Como un resultado de este error, en lugar de utilizar los recursos energéticos infinitos, el mundo ha elegido agotar los depósitos de energía finita. Además, la gente necesitan aprender a depender exclusivamente de fuentes renovables, y solo recurrir a los combustibles fósiles como un puente temporal para evitar situaciones de cuellos de botella. Esta es la única solución sostenible para proteger el clima. La energía renovable se está haciendo cada vez más barata en Alemania. ¿Qué tan necesarias serán las importaciones de energía solar en 2020? Gracias a las unidades de almacenamiento de energía térmica, las centrales termosolares en

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el Norte de África pueden proveer un servicio de 24 horas durante todo el año, ya sea para compensar las fluctuaciones en la demanda o para cubrir la carga básica. Su confiabilidad y su capacidad de ser regulada de acuerdo a la demanda hacen las importaciones de energía solar una fuente importante de energía para Alemania. Particularmente por el hecho de que otros recursos como la energía eólica y solar tienden a fluctuar, lo cual lleva a precios más altos. La energía renovable regulable generada a partir de recursos geotérmicos, de biomasa e hídricos no puede reemplazar por sí sola a las fuentes fósiles y nucleares y especialmente si se considera la urgencia con que hay que actuar para ofrecer a corto periodo una carga base estable, costoeficiente y proteger el clima. Con el fin de combatir el cambio climático y evitar subidas de precios desmesuradas, las energías renovables descentralizadas e internacionalmente conectadas son la opción ideal. La energía hidroeléctrica, la eólica costa afuera y la energía del desierto mantienen los costos de producción de electricidad permanentemente estables y asequibles. Dentro de 5 a 10 años, la energía fotovoltaica descentralizada será capaz de competir con los precios de electricidad al por menor y por lo tanto mantendría los precios bajos. Finalmente el cliente sería capaz de decidir si comprar o producir electricidad durante el día. La energía eólica actualmente es mucho más barata que la energía solar. ¿No es más lógico importar energía eólica de los desiertos? Las importaciones de energía eólica no pueden ser excluidas. El potencial de los vientos del Sahara es enorme. Las áreas costeras del Océano Atlántico y del Mar Rojo son particularmente favorables por su gran superficie y porque su aprovechamiento se puede realizar a bajos costos. Pero tienen una ligera desventaja comparadas con las importaciones de energía termosolar. Estas no generan electricidad siguiendo la curva de demanda y así no están en condiciones de estabilizar la red eléctrica europea. Adicionalmente, el potencial energético es mucho menor que el de la fuente solar disponible, por lo que la energía eólica permanece como la fuente local de bajo costo en la región MENA. La exportación de grandes cantidades de energía eólica fluctuante a regiones con cantidades particularmente bajas de fuentes energéticas sin capacidad de seguir la curva de consumo sería ilógica. Las líneas de transmisión HVDC tendrían que estar trabajando a una tasa menor que su capacidad (aprox. un 50%), encareciendo su operación. Lo mismo vale para la energía fotovoltaica – su eficiencia sería solo del 25%. Los efectos de equilibrio temporal alcanzables no serían tan grandes como las importaciones planeadas de centrales termosolares. Las centrales termosolares en interacción con fuentes europeas podrían entregar la energía requerida y abastecer la carga base, así lograr una alta utilización de las líneas de transmisión HVDC, las que así se pueden amortizar más rápidamente. ¿No serían líneas de transmisión a lo largo de miles de kilómetros demasiado costosas y de baja aceptación? Con la tecnología actual, las líneas de transmisión de corriente continua de alta tensión (HVDC) alcanzan pérdidas de 3% cada 1.000 km. Esto apenas afecta el precio de la electricidad generada. Estos costos, además de los gastos de capital y de operación, ofrecen un costo de unos 1-2 céntimos de EURO/kWh adicionales al costo de producción. En base a observaciones en la región MENA, la radiación 2-3 veces mayor en el Norte de África más que compensa los costos adicionales de transporte a Europa. Estudios del DLR han llegado a la conclusión de que entre 2020 y 2030 los costos de generación de energía que incluyen la trasmisión de electricidad de centrales termosolares serán menores que los costos de tecnologías convenciona-

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Apéndice > Preguntas frecuentes

les de generación de electricidad. Los tiempos de planeación y de aprobación del desarrollo de líneas de transmisión HVDC son responsabilidad de los países participantes y podrían ser acelerados por medio de regulación de la EU. Un factor significativo para ganar la aceptación de la población en general para una red de transmisión es el hecho de que con la tecnología actual de HVDC se pueden utilizar cables subterráneos para cubrir grandes distancias. Además si fluye energía solar esto también contribuiría a aumentar la aceptación de la línea. Por supuesto, existe un impacto negativo en el medio ambiente, pero es justificado si los resultados son reducciones en costos y otros beneficios, lo cual es precisamente lo que busca DESERTEC, lo que se ha expuesto ya en el trabajo científico realizado por la DLR sobre el “Equilibrio ecológico de una transmisión de electricidad solar desde el Norte de África hacia Europa”: www.dlr.de/tt/desktopdefault.aspx/tabid-2885/4422_read-6587/ Para información sobre HVDC visitar: http://en.wikipedia.org/wiki/High-voltage_direct_current ¿Los espejos pueden sobrevivir a las condiciones agrestes durante tormentas de arena? Las centrales termosolares en el Desierto del Mojave en California han operado durante más de 20 años. Han sobrevivido inundaciones, granizo, tormentas de arena y ciclones. En caso de una emergencia los espejos son colocados automáticamente en una posición de protección. Si llegara a suceder que alguna parte fuera dañada, lo que ocurre en 0.5% al año de la superficie del campo solar, esta será reemplazada y está incluida en los costos de operación. El desgaste de los espejos en Kramer Junction (Desierto del Mojave) es después de 20 años irrelevante. Debido a técnicas mejoradas de operación y mantenimiento, las centrales operan hoy en día con una eficiencia más alta que cuando entraron en servicio. I¿Es un problema para países áridos el consumo de agua para enfriamiento y limpieza de las centrales eléctricas? En regiones áridas, las centrales convencionales de petróleo, gas o carbón son usualmente enfriadas con aire, y las centrales termosolares pueden operar bajo el mismo principio. Además, existen procesos de limpieza que operan sin grandes cantidades de agua. Deberían ser utilizadas torres de refrigeración por evaporación y enfriamiento con agua de mar cuando existan las condiciones adecuadas, así se logra una mayor eficiencia que con el enfriamiento con aire. En lugares cerca de la costa donde se pueda utilizada agua de mar, las instalaciones de enfriamiento para un campo de colectores con capacidad de 250 megawatts, para operar una turbina de 200 megawatts pueden producir 100.000 metros cúbicos de agua potable diariamente (cerca de 4 millones de litros por hora) a través de un proceso de desalinización. Esto es equivalente al consumo de agua y electricidad de 200.000 hogares. ¿Serán necesarias las importaciones de electricidad solar una vez que el problema de almacenamiento de energía solar para automóviles eléctricos sea resuelto? Los automóviles eléctricos son primero que nada consumidores adicionales de electricidad. Por lo tanto, aumentan la demanda por electricidad y por importaciones de electricidad solar, a pesar de que su beneficio muy claro para el sector de transporte. Sin embargo, mientras éstos representan una opción importante en términos de manejo de la carga eléctrica, no pueden satisfacer las necesidades adicionales del almacenamiento de electricidad por temporadas, lo que tendría como consecuencia el abandono de las importaciones de energía solar. Las centrales

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solares en África y el Medio Oriente, las cuales exportan electricidad a Europa, no tienen la necesidad de acumular energía por temporada puesto que el sol provee una cantidad de energía relativamente pareja durante el año. ¿No es peligroso para “regiones tecnológicas” el depender de importaciones de electricidad solar basadas en el desierto de países políticamente inestables? Los conflictos son más probables entre partidos que no son codependientes que entre socios que se benefician el uno al otro. El desarrollo al sur del Mediterráneo en el 2050 conducirá a poblaciones y fuerza económica comparables a Europa, y así requiriendo un suministro energético relativamente similar. Un aislamiento traería para Europa más desventajas que un acercamiento buscando un suministro sustentable de energía. Desde el punto de vista de seguridad internacional es necesario un cambio en el paradigma en el sentido de reemplazar conflictos por recursos limitados por un esfuerzo internacional conjunto para impulsar el uso de recursos renovables. ¿Un ataque en las redes y en las centrales paralizaría el suministro de electricidad en Europa? En general, las líneas HVDC están sujetas al mismo riesgo de ataques terroristas que los oleoductos y gasoductos. Un escenario para la mezcla de energías para Europa en 2050 realizado por el Centro Alemán Aeroespacial, consiste en el 65% de su propia energía renovable, 17% importaciones de energía solar y 18% combustibles fósiles y centrales con carga pico. En caso de una falla en una central y en una línea de transmisión centrales de apoyo están preparadas y pueden compensar fácilmente las pérdidas hasta que las reparaciones sean realizadas o hasta que se encuentre una solución política. Pero no será solo una central, sino cientos de centrales basadas en energías renovables las que estarán alimentando una red. Estas centrales estarán distribuidas en varios continentes no solo para dificultar los ataques, sino para asegurar un abastecimiento en caso de fallas individuales. ¿Por qué los países deberían estar interesados en exportar energía solar, cuando algunos aún cuentan con enormes reservas de gas y de petróleo? El petróleo y el gas que consumen para sí mismos no puede ser vendido. En el verano de 2008, el precio del petróleo estaba en 150 USD por barril, lo cual era el doble del precio de la energía térmica de un campo de colectores solares. Por lo tanto, si los países productores de petróleo y gas se enfocan en la energía solar, no solo pueden conservar sus combustibles fósiles valiosos, sino también promover un medio ambiente más sano. La protección del clima debe ser tomada en consideración, al evitar la quema de combustibles fósiles en particular. Es imperativo reducir el consumo mundial de carbón, petróleo y gas, de modo que a largo plazo la demanda de estos también descienda. Las exportaciones de electricidad solar son a corto o a largo plazo alternativas para exportadores de petróleo, gas y carbón. Además, el agravamiento de la escasez de agua en el Norte de África, el Medio Oriente y en el resto del mundo solo pude ser resuelto en forma segura, asequible y respetuosa del medio ambiente por medio de centrales termosolares debido a las enormes cantidades adicionales de energía requeridas para la desalinización del agua de mar.

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Apéndice > Autores

Autores DR. HARTMUT GRASSL Director Emérito del Instituto Max Planck de Meteorología, Hamburgo; Jefe del Programa Mundial de Estudios del el Clima (WCRP) de la Organización Meteorológica Mundial (WMO) en las Naciones Unidas de 1994 a 1999; Presidente del Consejo Asesor Científico de Cambio Global del Gobierno de la República Federal de Alemania de 1992 a 1994 y de 2001 a 2004; miembro de varios órganos científicos DR. THIEMO GROPP Físico; Director de la Fundación DESERTEC; cofundador de la Fundación DESERTEC KARL-MARTIN HENTSCHEL Matemático y analista de sistemas; Presidente del Partido Verde en el Parlamento del Estado Federal de Schleswig-Holstein de 2000 a 2005 y de 2006 a 2009; autor de „Es bleibe Licht – 100% Ökostrom für Europa ohne Klimaabkkommen” (2010; DWV-Verlag) DR. DR. PETER HÖPPE Director del Centro de Investigaciones en Geo-riesgos y Centro Corporativo del Clima, Munich Re; anteriormente científico de la Universidad Ludwig Maximilian Munich, con especialidad en „Meteorología aplicada e investigación de riesgos ambientales”

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DR. MARITTA KOCH-WESER Fundadora y presidenta de Earth3000; desde 2003 Directora Ejecutiva y Presidenta del Comité de GEXSI Global Exchange for Social Investment; Directora General de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza (UICN) 1999/2000; más de 18 años de experiencia como ambientalista para el Banco Mundial DR. MERIEM REZGAOUI Bióloga; MENA (Medio Oriente y Norte de África) y WEREEMa (Energía Eólica, Energía Renovable y Eficiencia Energética en Marruecos) de la Fundación DESERTEC DR. JÜRGEN SCHÄFER Miembro de la Fundación DESERTEC; físico e ingeniero eléctrico con más de diez años de experiencia en el área de energías renovables DIRK SCHEELJE Banco de Inversiones (Investment Bank) Schleswig-Holstein/Ministerio de Agricultura, Medio Ambiente y Áreas Rurales de Schleswig-Holstein; Proyecto WEREEMa (Energía Eólica, Energía Renovable y Eficiencia Energética en Marruecos)

DR. ULRICH HUECK Cofundador de la Fundación DESERTEC; trabaja desde 1994 como ingeniero en el área de producción de energía a partir de combustibles fósiles

MAX SCHÖN Emprendedor en negocio familiar; Presidente de la Asociación Alemana del Club de Roma; Presidente del Comité de Supervisión de la Fundación DESERTEC; miembro del Consejo para el Desarrollo Sostenible del Gobierno de la República Federal de Alemania

CHRISTIAN JUSSEN Ingeniero industrial; Director del Proyecto WEREEMa (Energía Eólica, Energía Renovable y Eficiencia Energética en Marruecos)

MICHAEL STRAUB Economista; Director de Comunicaciones y cofundador de la Fundación DESERTEC; activo en la Asociación Alemana El Club de Roma para TREC y DESERTEC de 2006 a 2009

DR. GERHARD KNIES „Inventor de DESERTEC”; Fundador de la red científica Cooperación Trans-Mediterránea de Energía Renovable (TREC); antiguo Presidente del Comité de Supervisión de la Fundación DESERTEC; Miembro de la Asociación Alemana del Club de Roma

SU ALTEZA REAL EL PRÍNCIPE EL HASSAN BIN TALAL Presidente del Foro de Asia Occidental-Norte de África; Fundador y Presidente del Arab Thought Forum; Presidente del Alto Consejo para Ciencia y Tecnología y de la Real Sociedad Científica de Jordania

CHRISTOPH KOST Ingeniero industrial; trabaja desde 2009 como asistente de investigación en el Instituto Fraunhofer para Sistemas Energéticos Solares ISE en Friburgo

DR. FRANZ TRIEB Instituto de Termodinámica Técnica; Asesoramiento en Análisis de Sistemas y Tecnología del Centro Aeroespacial Alemán (DLR); estudios y reportes en nuevos sistemas energéticos con un enfoque en escenarios de sostenibilidad, centrales termosolares y cogeneración de energía solar

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Apéndice > Acrónimos

Acrónimos ACNUR

ADEREE

AIE BMU

CDER

CEP CO2 CSERS

Dii DLR

DPG

DUN EEG

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Alto Comisionado de las Naciones Unidas para los Refugiados Agence Nationale pour le Développement des Énergies Renouvelables et de l‘Efficacité Énergétique, Maroc (Agencia Nacional para el Desarrollo de Energías Renovables y Eficiencia Energética, Marruecos) Agencia Internacional de la Energía Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit der Bundesrepublik Deutschland (Ministerio Federal para el Medio Ambiente, Protección de la Naturaleza y Seguridad Nuclear de la Republica Federal de Alemania) Centre de développement des énergies renouvelables, Maroc (Centro para el Desarrollo de Energías Renovables, Marruecos) Consumo de energía primaria Dióxido de carbono Centro de Investigación y Estudios sobre Energía Solar, Libia Iniciativa Industrial DESERTEC Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (Centro Aeroespacial Alemán) Deutsche Physikalische Gesellschaft (Sociedad Alemana de Física) DESERTEC University Network (Red universitaria DESERTEC) Erneuerbare-Energien-Gesetz

(Ley Alemana de Energías Renovables) EITI Extractive Industries Transparency Initiative (Iniciativa de Transparencia en las Industrias Extractivas) EP Energía primaria ER Energía renovable ESC Energía solar por concentración EUMENA Europa, el Medio Oriente y el Norte de África FRONTEX Frontières extérieures; Agencia Europea para la Gestión de la Cooperación Operativa en las Fronteras Exteriores de los Estados miembros de la Unión Europea FV Fotovoltaica GJ Gigajoule o 1 x 109 joules GJ/t Gigajoules/tonelada IDH Índice de Desarrollo Humano HVDC High Voltage Direct Current (Corriente continua de alta tensión) ID+D Investigación, Desarrollo y Demostración IPCC Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático I+D Investigación y Desarrollo J Joule kWh Kilowatt por hora, o 1 watt x 1 hora x 103 kWp Kilowatt pico MASEN Agencia Marroquí para la Energía Solar MED Destilación multiefecto MSP Plan Solar Mediterráneo MTEP Megatoneladas equivalentes de petróleo MW Megawatt, o 1 x 106 watts NEAL New Energy Algeria

NERC

OECD

ODM OPEP OIEA OIM OMS PIB PNB PNUD PNUMA REN21

SHS SRREN

TJ TREC UE UE-24 USD

Centro Nacional de Investigaciones en Energía, Jordania Organización para la Cooperación y Desarrollo Económicos Objetivos de Desarrollo del Milenio Organización de Países Exportadores de Petróleo Organismo Internacional de Energía Atómica Organización Internacional para las Migraciones Organización Mundial de la Salud Producto Interno Bruto Producto Nacional Bruto Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente Renewable Energy Policy Network for the 21st Century (Red de Política en Energía Renovable para el siglo XXI) Solar Home System (Sistema Solar Hogareño) Reporte Especial sobre Fuentes de Energía Renovables y Mitigación del Cambio Climático (del Grupo de Trabajo III del IPCC) Terajoules o 1 x 1012 joules Cooperación Trans-Mediterránea de Energía Renovable Unión Europea (44 Estados Miembro) Unión Europea (27 Estados Miembro) Dólar estadounidense

WBGU

Wissenschaftlicher Beirat Globale Umweltveränderungen der Bundesregierung der Bundesrepublik Deutschland (Consejo asesor científico sobre cambio climático del Gobierno Federal de la Republica Federal de Alemania) WEC World Energy Council (Consejo Mundial de Energía) WEREEMa Energía eólica, energía renovable y eficiencia energética, Marruecos

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Apéndice > Energía – Estadísticas

Energía – Estadísticas Para calcular la proporción de renovables en el suministro energético global, se utilizan diferentes valores de referencia. Energía primaria, energía final y generación de energía son basados en valores de referencia. Es importante hacer notar que los valores de referencia a menudo contienen definiciones específicas que no son manejadas de forma consistente. Por ejemplo, la energía fotovoltaica es interpretada de forma diferente dependiendo de si se calculan datos o capacidades energéticas. A veces solo la energía fotovoltaica insertada en la red eléctrica es considerada y a veces también la que no fue insertada en la red. Con el fin de aclarar esta área gris, se hará un breve resumen. Es útil visualizar el flujo general de energía a través de un diagrama muy general: Diagrama general de flujo de energía (simplificado) Pérdidas por conversión

(bruta) producción de energía térmica

Fuente de energía · fósil · nuclear · renovable

Cantidad total de energía primaria

(bruta) producción de electricidad

Utilización propia de energía de la central

(neta) producción térmica (neta) producción eléctrica

Pérdidas por transmisión

energía térmica final electricidad final pérdidas por transmisión

Utilización final de energía (+combustibles fósiles directamente utilizados)

utilización propia de energía de la central

pérdidas por conversión (calor)

El método más común para calcular la proporción de energías renovables en el suministro energético global es el método de la Agencia Internacional de Energía (AIE) utilizado para energía primaria. Es utilizado en la mayoría de los objetivos en políticas y en reportes estadísticos. Este método también ha sido utilizado en Alemania desde 1995 (siguiendo el principio de eficiencia de consumo de energía primaria). El método de la AIE calcula la entrada de una central con combustibles fósiles y energía nuclear. Para energías renovables tales como energía solar, eólica o hidroeléctrica, calcula la producción de la central para la cual no se puede especificar un valor calorífico asignado a la combustión. De este modo, los recursos energéticos renovables, comparados con los fósiles o la energía nuclear son subestimados. Ejemplo: La energía nuclear e hidroeléctrica generada alrededor del mundo en 2006 produjo cada una casi la misma cantidad de corriente utilizable. Según el método de la AIE, la energía nuclear produjo 5-6% de la energía primaria global, mientras que la energía hidroeléctrica produjo poco más de 2% (ver REN21, Renewable Energies 2007, Global Status Report, p. 23, ver también ibid., pp. 53 (nota .45) y artículo de Wikipedia „Primary Energy Consumption”, visitado en agosto de 2011).

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Otra solución es el “método de sustitución”. Este método también se basa en energía primaria. Para energías renovables, calcula la cantidad de energía primaria de combustibles fósiles que serían necesarios para producir la energía renovable. BP utiliza este método para su „Statistical Review of World Energy”. Por lo tanto, en muchos casos se le conoce como el „método BP”. Ha sido utilizado en reportes del PNUD y del Consejo Mundial de Energía (WEC), „2000 World Assessment Report”. En Alemania, este método fue utilizado hasta 1994. El método BP produce estimaciones significativamente más altas para la proporción de fuentes de energía renovables que el método de la AIE. Para sobrellevar esta dificultad, se utiliza un tercer método que se enfoca en el porcentaje numérico de la energía final. La energía final es entendida como la energía consumida al final, sea electricidad, energía térmica o combustible directamente aplicado. Sin embargo, el enfoque es en la electricidad producida. Todas las formas de generación de electricidad son tomadas en cuenta. Sin embargo, las contribuciones a la energía térmica o al combustible generadas por transporte o calefacción no son incluidas. Este enfoque tampoco puede tomar en cuenta la biomasa tradicional. En general, la biomasa tradicional es representada como un consumo final de energía. Lo que es debatible es si debería ser incluida en la energía primaria total. El enfoque de generación de electricidad es un indicador apropiado para mostrar la evolución de la proporción de las energías renovables en el suministro energético global al grado de que indirectamente muestra progreso en las reducciones de CO2 (las cuales no pueden ser reconocidas cuando la biomasa tradicional es incluida en el consumo final de energía). La Comisión Europea adoptó este método en 2007 cuando estableció una meta de incrementar la energía basada en fuentes renovables en 20% para 2020. Por lo tanto, a veces el método es conocido como „el método de participación” („método CE”). En seguimiento al „Global Status Report 2011” de la Red de Política en Energía Renovable para el siglo XXI (REN21), la proporción de las energías renovables en el consumo final de energía en 2009 fue de 16% y casi 20% de la producción mundial de electricidad en 2010 (ibid., pp. 17-18). Ad más, al comienzo de este reporte, REN21 decidió incluir todas las tecnologías fotovoltaicas, distanciándolo del antiguo énfasis en la energía fotovoltaica inserta (ibid., 17,93). Para Alemania, se tuvo una proporción de 7% de energías renovables en el suministro energético para el consumo de energía primaria en 2008, y 9,5% para el consumo final de energía. La proporción de generación de electricidad en 2009 contribuyó casi al 16%. El objetivo es incrementar esta contribución por lo menos en 30% para 2020 (ver Ministerio Federal de Economía y Tecnología, „Renewable Energies”; www.bmwi.de; visitado en agosto de 2011).

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Apéndice > Energía – Conversión de Unidades

Energía – Conversión de Unidades La unidad básica de energía es 1 joule (J). Su uso ha sido estipulado legalmente en Alemania desde 1978. El equivalente en carbón (MTEC = megatoneladas equivalentes de carbón = 1 millón de toneladas) y el equivalente en petróleo (MTEP = megatoneladas equivalentes de petróleo = 1 millón de toneladas) continúan siendo ampliamente utilizados en estadísticas. Dado que 1 J representa una cantidad pequeña de energía, es usualmente calculado en múltiplos de esa unidad. 1 watt (W) es la unidad básica de energía. Está formado por la división de la unidad de energía por el tiempo (ej. 1 J/s o 1kWh/h).

J

Joule

para energía, electricidad, flujo de calor

W 1 Watt (W) = 1 J/s

Equivalente numérico

142

Kilo

Mega

Giga

Tera

Peta

Exa

103

106

109

1012

1015

1018

Escrito

Miles

Millones

Miles de Millones

Billones

Miles de Billones

Trillones

Abreviatura

K

M

G

T

P

E

Miles de kilos

Millones de kilo Miles de mega

Miles de millones de kilo Millones de mega Miles de giga

Billones de kilo Miles de millones de mega Millones de giga

Miles de billones de kilo Billones de mega Miles de millones de giga

Referencia cruzada

Además del J, una unidad común de energía es el kWh (kilowatt hora). Es utilizada principalmente para medir electricidad. 1 kilowatt hora = 1 kWh = 3.600 kJ = 3,6 MJ

kJ

kWh

kcal

kg MTEC

kg MTEP

1 kj

0,000278

0,2388

0,0000341

0,0000239

1 kWh

3.600

860

0,123

0,086

1 kcal

4,1868

0,001163

0,0000143

0,001

1 kg MTEC

29.308

8,141

7.000

0,7

1 kg MTEP

41.868

11,63

10.000

1,429

para energía, trabajo, calor

1 joule (J) = 1 Newton metro (Nm) = 1 Watt segundo (Ws)

Watt

Ejemplos: 1 megawatt hora: 1 MWh = 1.000 kWh 1 gigawatt hora: 1 GWh = 1 millón kWh = 1.000 MWh 1 terawatt hora: 1 TWh = 1.000 millones kWh = 1.000 GWh

Ejemplos: 1 megawatt hora =1 MWh = 1.000 kWh = 3.600 x 106 J = 3.600 MJ = 3,6 GJ 1 gigawatt hora = 1 GWh = 1 millón kWh = 3.600 x 109 J = 3.600 GJ = 3,6 TJ 1 terawatt hora = 1 TWh = 1.000 millones kWh = 3.600 x 1012 J = 3.600 TJ = 3,6 PJ = 0,123 millones MTEC 1 peta,oule = 0,2778 TWh = 0,0341 millones MTEC = 0,0239 millones MTEP 1 tonelada MTEP = 11.630 kWh = 11,63 MWh

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Apéndice > Glosario

Glosario Aerosoles – suspensión de líquidos o sólidos en un gas. África Subsahariana – región africana al sur del Sahara. Agua no tratada – agua de tanques de camiones o de pozos y manantiales no protegidos. Agua salobre – Agua que dado su nivel de salinidad no es ni salada (>1%) ni dulce (<0.1%). La salinidad del agua salobre se encuentra entre 0.1 y 1% Aguas subterráneas fósiles – agua en capas muy profundas del suelo, las cuales no han tenido contacto con la atmósfera o las aguas superficiales de la Tierra por periodos muy extendidos de tiempo y que no son renovables. El agua fósil subterránea, por virtud de su composición, permite que se hagan conclusiones sobre su origen. Se pueden encontrar ubicaciones de agua fósil subterránea en el Sahara o el Kalahari. Agua superficial – agua bombeada de fuentes abiertas que no están limitadas por la superficie terrestre (ríos, lagos, reservorios, etc.). AQUA-CSP – un estudio completado en 2007 por parte del Centro Aero Espacial Alemán (DLR) para que el Ministerio de Asuntos Ambientales de la República Federal de Alemania (BMU) examine las necesidades, el potencial y los efectos de la desalinización solar en la región del Mediterráneo y Medio Oriente (MENA). Antropogénico – causado por humanos Balance energético – Correlación entre costos de energía primaria calculada (incluyendo el gasto energético de centrales productoras de energía) y la energía utilizada. Para que un aerogenerador costa adentro “recupere” la energía

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invertida en su producción, instalación y desmantelamiento, toma entre tres y doce meses. Las instalaciones con capacidad multi-megawatt costa afuera pueden alcanzar un balance energético positiva dentro de cuatro a seis meses. Barras de error – una visualización gráfica de errores sistemáticos o estadísticos de valores medidos (tanto altos como bajos) con respecto al valor actual de una medida observada. Biomasa, moderna – Recursos renovables de biomasa tales como cultivos energéticos o desechos orgánicos utilizados para generar electricidad, energía térmica y producción de combustible, etc. Biomasa, tradicional – Biomasa sin procesar, como desechos agrícolas y forestales, leña recolectada y estiércol quemado en estufas u hornos, particularmente en áreas rurales, para producir energía térmica para cocinar, como calefacción, así como para procesos agrícolas e industriales. Biosfera – espacio en el que es posible la vida orgánica. Bonos de electricidad a partir de energías renovables – Cada certificado equivale a una unidad de energía renovable – usualmente 1 MWh. Los certificados son un instrumento para el intercambio de compromisos en tecnología de energías renovables entre consumidores y productores, para el cumplimiento de estas obligaciones y como un medio para la adquisición voluntaria de energía renovable. Calentador solar de agua – paneles solares (usualmente en techos) produciendo agua caliente que es almacenada en tanques, la cual es después utilizada para su uso doméstico. Carga base – carga de la red eléctrica que no caerá debajo de los niveles nece-

sarios para la operación continua, de día y noche. En 2005, el nivel para Alemania estaba en 40 GW; la carga pico anual fue de 75-80 GW, ver carga pico. Carga pico – carga máxima de energía a corto plazo de la red que necesita operar. Central de cogeneración – Central de producción local de energía (térmica/ eléctrica) que emplea el principio de energía térmica y electricidad combinadas. Centrales fotovoltaicas – instalaciones que convierten energía solar directamente en electricidad. Los elementos más pequeños son celdas que están conectadas en módulos y estos en campos de colectores. Centrales hidroeléctricas grandes – electricidad que proviene del flujo de agua que ha sido almacenada. Usualmente proviene de un embalse de tamaño considerable. Por definición, estas son instalaciones con capacidad mayor a 10MW. Centrales hidroeléctricas pequeñas – pequeñas instalaciones que producen energía de un flujo de agua que no proviene de grandes volúmenes de agua embalsados. Central termosolar – también central térmica solar; la cual usa energía térmica solar; el calor del sol usado vía colectores como energía primaria. Central Virtual de Energía – interconexión de generadores de energía pequeños y descentralizados en un compuesto que puede reemplazar la capacidad disponible las centrales más grandes. Clima árido/semiárido – clima seco/ semi-seco, la evaporación excede a la precipitación; en un clima completamente árido (desértico), la evaporación excede a la precipitación diez de doce

meses al año, en un clima árido de seis a nueve meses. Clima semiárido – ver clima árido Combustibles fósiles – Lignita, carbón, gas natural, petróleo, turba; los combustibles fósiles constan de compuestos orgánicos a base de carbono. Durante la combustión se libera la energía en forma de calor y CO2, el cual es un factor principal contribuyente en el cambio climático. Consumo de Energía Primaria (CEP) – cantidad total de energía requerida por la economía de un país. Convección – debido a la influencia de la temperatura, la acción del calor generada por el ascenso de líquidos y gases que transportan energía térmica. Corriente continua de alta tensión (HVDC) – transmisiones de energía eléctrica de alto voltaje de corriente continua de aproximadamente 100 kV. Ellos permiten transmisiones de energía a largas distancias con pequeñas pérdidas (un 3% de la red energética por cada 1.000 km.). Esto es significativamente bajo comparado con transmisiones de alto voltaje de corriente alterna. Costa afuera/Costa adentro – área de mar alejada de la costa/área en tierra. Costos de generación de electricidad – Costos que son necesarios en la conversión de cualquier forma de energía en electricidad. Están expresados usualmente en €/MWh. Criosfera – El área de hielo de la superficie del planeta; un elemento crítico en el sistema climático debido a sus propiedades reflectoras. Cumbre de la Sostenibilidad – „Cumbre Mundial sobre el Desarrollo Sostenible” en Johannesburgo, Sudáfrica, 2002. Su meta era implantar nuevos objetivos y medidas para el desarrollo sostenible para los años 2015/2017.

Desalinización – Conversión de agua salobre o salada en agua dulce (ver ósmosis inversa). Efecto Invernadero – alzas en la temperatura de la superficie de un planeta causadas por gases de efecto invernadero que afectan los niveles de vapor de agua en la atmósfera. La parte del efecto invernadero atmosférico causado por la actividad humana es llamado un efecto invernadero antropogénico. Eficiencia energética – porcentaje de energía primaria utilizada restante después de la conversión a energía neta. Energía final – Energía primaria menos pérdidas causadas por cualquier cambio o distribución de la energía, consumo interno de las centrales/refinerías y aplicación de energía en bruto para propósitos no energéticos. Energía fósil – energía derivada de combustibles fósiles. Energía primaria – energía en bruto (carbón, uranio, biomasa, solar, etc.) que es usada para generar energía utilizable (diesel, represas, turbinas de viento, etc.). Energía potencial – energía total contenida en un objeto, la cual puede venir en forma de biogás o bioetanol; para biomasa, es aquello que es producido de recursos renovables. Energía renovable (regenerativa) – energía de fuentes que se renuevan naturalmente por sí mismas y el uso de esta no conduce al agotamiento de la fuente. Esta energía en particular es generada por fuentes hidroeléctricas, de viento, solar y geotérmica. Otra fuente es la energía potencial derivada de la biomasa en bruto renovable. Energía solar por concentración (ESC) – Energía termosolar que es concentrada al utilizar espejos y convirtiéndola en energía térmica. Las altas temperaturas generadas son típicamente utilizadas

para impulsar turbinas de vapor o de gas (centrales termosolares). Energía térmica y electricidad combinadas – Forma de generación de energía en centrales, en las cuales se produce en un proceso conjunto; la forma más eficiente de utilización de energía como combustible. EU-27 – Unión Europea, consistiendo de 27 Estados Miembro (desde 2007). Evapotranspiración – La cantidad total de evaporación de superficie y transpiración de las plantas. Gases de efecto invernadero – gases que afectan el balance de radiación de la Tierra y cuya participación es menor al 1% de la composición atmosférica; también gases traza. Gases traza – ver gases de efecto invernadero. Geotermia – energía térmica; electricidad y calor generados mediante calor presurizado ascendente por debajo de la superficie terrestre (usualmente en forma de agua caliente o vapor), la cual puede ser utilizada para proveer electricidad a edificios, industrias y agricultura. Huella ecológica (consumo) – Expresado en hectáreas per cápita; representa la cantidad de tierras biológicamente productivas y área marina necesarias para proveer a un país con suficientes recursos y asimilar sus desechos asociados. Índice de Desarrollo Humano (IDH) – índice para medir el desarrollo humano; un índice compuesto, el cual mide el progreso promedio hecho en tres dimensiones básicas del desarrollo humano: longevidad y salud, conocimiento y calidad de vida adecuada. Iniciativa de Transparencia en la Industria Extractiva (EITI) – Una iniciativa iniciada en el Foro Económico Mundial en 2003. Su propósito es combatir

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Apéndice > Glosario// Fuentes bibliográficas

la corrupción en países en desarrollo y fortalecer la buena gobernanza. Su método se enfoca en los flujos transparentes de dinero – tanto de los pagos de empresas comerciantes de materias primas como del uso de los recursos. EITI publica en su sitio web una lista de todos los países que cumplen con EITI o que son candidatos EITI (www.eiti.org/implementingcountries). Inversión – en estadística, una distinción es hecha entre nuevas inversiones financieras e inversiones totales; inversiones totales incluyen capital de riesgo, investigación y desarrollo y compañías apoyadas por el estado, inversiones de capital privado, adquisiciones parciales por medio de compra de acciones, etc; nuevas inversiones financieras se relacionan únicamente con financiamiento de activos. Esto incluye capital de riesgo e inversiones de capital privado, inversiones por medio de bolsas, etc. MED-CSP – (Energía Solar por Concentración para la Región Mediterránea) estudio completado en 2005 por el DLR en nombre de BMU, el cual examina la energía renovable de los recursos disponibles en MENA y la demanda esperada para energía eléctrica y agua en EUMENA. Se otorga atención particular a centrales de energía termosolar. Objetivos de Desarrollo del Milenio – ocho objetivos de desarrollo para el año 2015 formulados por un grupo de trabajo de representantes de la ONU, el Banco Mundial, la OCDE y algunas organizaciones no gubernamentales. OCDE – “Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos”, organización internacional con 34 estados miembros, democráticos y comprometidos a una economía de mercado. Ósmosis – flujo direccional de moléculas por una membrana a lo largo de una

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concentración gradiente; aplicado en separación de procesos, tales como la desalinización de agua de mar. Ósmosis inversa – método por desalinización del agua de mar, el agua de mar es forzada a superar la presión osmótica pasando por una membrana a presiones altas. Esto actúa como un filtro y solo permite la pasada de ciertos iones y moléculas. Se obtiene una separación de la solución original. Estos filtros de membrana pueden ser usados para retener sales, bacteria o virus. Pacto Mundial – también PM de Naciones Unidas; un pacto mundial entre compañías y la ONU para hacer la globalización más respetuosa de asuntos sociales y ambientales. Países del Sahel – Sudán, Chad, Mali y Níger. Paridad de red – para el usuario final, este es el punto en el cual la energía autogenerada tiene costos por kWh igualando a la energía que puede ser comprada de los operadores de redes. Para productores de energía comercial, la paridad de red es dada únicamente cuando energía renovable generada por electricidad pueda ser comprada de mercados al contado al mismo precio que electricidad generada convencionalmente. Pesos y contrapesos – una forma de control mutuo (pesos) formado en las constituciones de los Estados con el fin de crear un sistema de igualdad parcial (contrapesos), lo cual beneficiará al todo. Plan Solar Mediterráneo – iniciativa lanzada en 2008 bajo la presidencia francesa de la Unión Europea con el objetivo de profundizar las relaciones Norte-Sur mediante la promoción de proyectos en energía sostenibles. Pobreza extrema – la cantidad de personas viviendo con menos de 1 USD

por día (ver Objetivos de Desarrollo del Milenio) Protocolo de Kioto – protocolo adoptado Kioto en 1997 que se hace en la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático, el cual tiene como meta la protección del clima. Entró en vigor en 2005 y expiró en 2012; fue la primera vez que la ley internacional fijó objetivos vinculantes para la emisión de gases efecto invernadero – la principal causa de calentamiento global – en países industrializados. Para principios de 2011, el Protocolo de Kioto había sido firmado por 192 países. Recursos – materiales en bruto ya comprobados que no pueden ser económica y/o técnicamente explotados con el estado de tecnología actual y condiciones económicas. Red central – un sector central de la red de telecomunicaciones con tasas particularmente altas de transmisión de información y donde las bandas anchas de todos los usuarios finales son acumuladas. Red Inteligente – redes inteligentes de electricidad con transformación de comunicaciones y control del suministro eléctrico. Esto es especialmente significativo considerando la creciente disponibilidad de energía generada descentralizada. El objetivo es asegurar un suministro de energía operacional con base en un sistema eficiente y fiable. Reservas – materiales en bruto no renovables ya comprobados que son explotables con las tecnologías de hoy en día y pueden ser producidos a precio de mercado. Rugosidad – término utilizado en la física que se refiere a las irregularidades de la superficie. Sistema Hogareño Solar (SHS) – sistemas insulares con colectores en el techo,

baterías y cargadores para producir pequeñas cantidades de energía para hogares no conectados a la red, tales como casas en áreas rurales. Solaire Méditerranéen – Plan Solar Mediterráneo. Sostenibilidad – uso de un sistema, de tal manera que el capital ecológico, cultural, social y económico conserva sus elementos esenciales de su carácter original y puede regenerarse naturalmente. Tarifa de introducción a la red eléctrica (Tarifa feed-in) – Sistema establecido de garantías de precios fijos, por medio de los cuales la energía generada a partir de fuentes de energía renovable puede ser introducida a la red eléctrica. En algunos casos, las tarifas están fijas; en otros existen suplementos fijados en tarifas de mercado o basadas en costos. Tasa bruta de matrícula – definido por la ONU como el número de estudiantes enrolados en un nivel educativo, sin importar edad, como un porcentaje de la población de edad oficial de escolaridad para ese nivel. Tasa de aprendizaje – desarrollo de los costes de cierto porcentaje para cada duplicación de la capacidad acumulada o de producción. TRANS-CSP – Interconexión Transmediterránea para la Energía Solar por Concentración; estudio completado en 2006 por DLR en nombre de BMU, en el cual el desarrollo de la red de transmisión eléctrica conectando Europa, el Medio Oriente y Norte de África ( Conexión EUMENA) fue examinado. Zona del Sahel – localizada en África, abarca de la zona semiárida de transición limitada por el norte por el desierto del Sahara y se extiende hacia el sur hacia la zona seca y áreas normalmente húmedas de la Savannah en el sur. En el

Sahel, hay sequías recurrentes, lo cual causa hambruna. En 2007, intensas inundaciones dejaron a millones de personas sin hogar.

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Apéndice > Origen de fotos e imágenes

Origen de fotos e imágenes Deseamos expresar nuestro agradecimiento a los siguientes fotógrafos y organizaciones que nos permitieron usar sus fotos e imágenes: Cover DESERTEC Foundation, basada en datos de la NASA y de Centro Aeroespacial Alemán (DLR) | 14-15 Worldmap © JUNGMUT Communication | 16 Globos © Illustrious, iStockphoto | 17 Crecimiento poblacional – Sandor Jackal, Fotolia.com | 21 Mapa de EUMENA © JUNGMUT Communication | 22 © European Space Agency | 24 Oxido nitroso © Peter38, Fotolia.com | 25 Metano © Goran Mulic, Fotolia.com | Dioxido de carbono © Sergiy Serdyuk, Fotolia.com | 26 Zona polar © Karsten Thiele, Fotolia.com | Zona sub-polar © Dave, Fotolia.com | Zona temperada © Carsten Meyer, Fotolia.com | Sub-trópicos © Tetastock, Fotolia.com | Trópicos © guentermanaus, Fotolia.com | 27 Iconos © dutchicon, iStockphoto | 28 Oso polar © outdoorsman, Fotolia.com | 32 Niveles de mar ascendientes © Kindernothilfe e.V. | Reunión de gabinete en las Maldivas © dieter76, Fotolia.com | 34 Medidas políticas climáticas © tarei, Fotolia.com | 35 Medidas políticas climáticas © Elenathewise, Fotolia.com | Reservoir © superleknong, Fotolia.com | 36-37 Cortesía de la NASA nasaimages.org | 39 Enchufe eléctrico © typomaniac, Fotolia.com | Sol © Andreas Karelias, Fotolia.com | Baterías © diego cervo, Fotolia.com | Bomba de gas © klick, Fotolia.com | Firewood © mahey, Fotolia.com | Carbón de piedra © Katarzyna M. Wächter, Fotolia.com | Gas natural © GaToR-GFX, Fotolia.com |

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Hidrógeno © Jürgen Fälchle, Fotolia.com | Represa © Rudi van der Walt, Fotolia.com | 40 Iconos © dutchicon, iStockphoto | 41 Enchufe de extensión de red © Marc Dietrich, Fotolia.com | Llamas © Bifi, Fotolia.com | Medidor eléctrico © kaipity, Fotolia.com | Llama de color bronceado © Valeev, Fotolia.com | 42 Fotovoltaica © Thaut Images | Planta de concentración solar de torre © DLR | 43 Planta solar de espejo parabólico © Schott Solar | Planta solar de disco © DLR | 44 Colocación de la primera piedra para Solarmillenium AG | 45 Solarmillenium AG | 46 Planta eólica © Nadine Platzek, Fotolia.com | Planta eólica con persona © 2011 3TIER, Inc. | 48-49 Planta costa afuera © zentilia, Fotolia.com | 50 Staufen en Breisgau © LinusV aus de.wikipedia.org | Planta eléctrica de Nesjavellir © Gretar Ívarsson aus de.wikipedia.org | 52 Planta de biomasa © Thomas Otto, Fotolia.com | 57 Gráfico de una red eléctrica alternativa © Greenpeace | 58-59 © European Space Agency | 60 Oasis © Christian Knospe, Fotolia.com | 62 Pobreza de agua © africa, Fotolia.com | 63 Reservas de agua, vista superior © africa, Fotolia.com | Vista de cerca de recursos de agua © carma49, Fotolia. com | 64-65 Planta desalinizadora © Irina Belousa, Fotolia.com | 66-67 Cerros de sal © Beat Bieler, Fotolia.com | 66 Energía solar para producir agua potable © All rights reserved by IBM | 68 © memsys.eu | 70-71 © Wouter Roesems | 72-73 El mundo de noche © NASA/courtesy of nasaimages.org | 73 Preparación de alimentos © africa, Fotolia.com | 77 Sistema

educacional © mamahoohooba, Fotolia.com | Sistema económico y administrativo © raimond siebesma | Papel de la mujer © poco_bw, Fotolia.com | Sector de salud © victor zastol‘skiy, Fotolia.com | Recurso de agua potable © piccaya, Fotolia.com | 78 Acceso a la tecnología de telecomunicación © AM29-, iStockphoto | 78-79 Escuela africana © Living Legend, Fotolia.com | 79 Energías renovables en regiones rurales y proyecto solar rural en el Norte. © Solar Electric Light Fund | 80 © Solar Electric Light Fund | 82 Kenya © christophe_cerisier, iStockphoto | 84-85 © UNHCR/ A. Branthwaite | Mexico © Ragne Kabanova, Fotolia.com | 88 Fence © Klaus Zehner, Fotolia.com | Refugiados © ullstein bild - AP | 92 Mercado de energía © Ralph Koch | 94 Corriente continua de ato voltaje © ABB | 97 Resource curse © ullstein bild - AP | 98-99 © Hero, Fotolia.com | 104 Turbina de viento © gradt, Fotolia.com | Planta térmica solar © 2011 SolFocus, Inc. | Fotovoltaica © 2011 SolFocus, Inc. | 108 Fotovoltaica concentrada © 2011 SolFocus, Inc. | 112 Frank Shuman © Achmed Khammas (www.buch-dersynergie.de) | Colector parabólico © Achmed Khammas (www.buch-dersynergie.de) | 119 Tagesschau © ARD-aktuell | 124 Andasol 1 und 2 © protermosolar.com Nos hemos esforzado por obtener todos los permisos correspondientes. Si por algún motivo, hay alguna omisión pedimos disculpas y lo corregiremos en una edición posterior.

'ENERGIEWENDE' global - DESERTEC Atlas español  

El Concepto DESERTEC para proteger el clima y crear desarrollo. Ejemplar de muestra (desapercibido)

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