UGAM - Eficiencia Energética y Fuentes Renovables

Tanto en la física, la química y la biología como en la ingeniería y en general en el desarrollo tecnológico, la energía es, probablemente, el concepto de mayor importancia. Desde la ley de la gravitación universal hasta la física cuántica y la relatividad, desde el big-bang hasta las partículas elementales, la energía aparece como un elemento explicativo del universo.

La energía es también una noción indisoluble del estudio de la vida y la evolución. La vida requiere para mantenerse de una variedad de transformaciones de la energía, originalmente proveniente del sol. Asimismo, la energía es una noción esencial en el estudio de los ecosistemas. El funcionamiento de éstos depende de flujos de energía a través de las cadenas tróficas y de los ciclos de nutrientes.

La primera y segunda ley es de la termodinámica son el marco de referencia en el que se sustenta el estudio de la energía. La primera ley presenta el principio de conservación (la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma) y la segunda reconoce que “no es posible un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor procedente de un foco y la conversión de este calor en trabajo”[i], es decir, siempre que haya un proceso en donde la energía se convierta en trabajo, habrá una pérdida que normalmente se manifiesta en calor.

Por otro lado, la energía, entendida como las fuentes energéticas ha representado en el transcurso de la historia de la humanidad, un elemento fundamental de desarrollo económico y tecnológico, así como fuente de conflicto y de cooperación social y cultural. Son indiscutibles por ejemplo, la relación entre el hombre y la mujer primitivos con el fuego, la agricultura con la energía hidráhulica, la revolución industrial con el carbón, la modernidad con la electricidad, el transporte y la industria con el petróleo, la innovación militar y la medicina con la energía nuclear.

En la actualidad, la energía es sostén de la actividad humana. Permite cocinar nuestros alimentos, provee iluminación en nuestros hogares, hace transitar a nuestros sistemas de transporte, produce movimiento y calor para hacer trabajar a nuestras fábricas y permite funcionar los sistemas de información.

El sistema energético está constituido por diversas cadenas que van desde la explotación de las fuentes primarias hasta el consumo final. Las llamadas fuentes primarias de energía son aquellas que no han sufrido un proceso de transformación y que se encuentran como tales en la naturaleza. Tal es el caso del petróleo, el gas natural, el carbón, la geotermia, el uranio, las caídas de agua, la biomasa (leña, desechos animales o residuos vegetales) y la energía solar.

El trabajo animal y el trabajo humano son fuentes de energía que a lo largo de la historia de la humanidad han permitido el desarrollo de la agricultura y la construcción de diversas herramientas y edificaciones. Sin embargo, no se les incorpora dentro de la contabilidad de las fuentes de energía de un país.

Dependiendo de la fuente de energía, el proceso de explotación es distinto. En el caso del carbón, su extracción requiere de minas. En el caso del petróleo y el gas natural, se necesita una fase de exploración cada vez más tecnificada (identificación de los lugares donde puede haber reservas) y otra de construcción de pozos.

Una vez que las fuentes de energía primaria son explotadas, existen diversos mecanismos de transformación. El petróleo crudo se transporta hasta las refinerías, en donde es transformado en energía secundaria como la gasolina, el diesel, el combustóleo, el gas licuado de petróleo, las querosinas o el combustible para aviones. El carbón puede ser utilizado como tal o transformado en coque en las plantas coquizadoras. El gas natural, en algunos casos, debe pasar por plantas endulzadoras antes de ir al consumidor final.

Las energías o energéticos secundarios, pueden ir directamente al consumidor final (industria, transporte, comercios, servicios y hogares) o pueden, al igual que algunas fuentes primarias, ser empleados para producir electricidad, vapor para distribución centralizada o pueden ser utilizados como materia prima para algunos procesos (como por ejemplo algunos hidrocarburos para la petroquímica).

La electricidad tiene una característica especial comparada con las demás fuentes de energía y es que ésta no puede ser almacenada en grandes cantidades. Esto significa que la electricidad que consumimos en cada instante, debe ser generada en ese mismo momento. Además, el proceso de conversión de energía en electricidad es sumamente ineficiente. Por cada unidad de energía que entra a una planta de generación de electricidad, se pierde, en forma de calor, entre 65 y 75% de esa unidad. A esto hay que aumentarle las pérdidas generadas en el proceso de transmisión y distribución de la electricidad (necesario para llevar la energía eléctrica desde las plantas de generación hasta el consumidor final) que van del 10 al 12% de la unidad generada.

Las fuentes energéticas primarias que sustentan el desarrollo moderno de la humanidad son las llamadas fuentes fósiles: el carbón, el petróleo y el gas natural. En la actualidad, la humanidad utiliza en un día, la misma cantidad de fuentes energéticas fósiles que le tomó a la naturaleza cerca de un millón de años producir[ii]. Por si fuera poco, el consumo mundial de este tipo de energía se incrementó en este siglo, en cerca de mil 500 veces.

El petróleo domina el mercado energético mundial. La energía que utiliza la humanidad, sin tomar en cuenta la leña u otros energéticos denominados no comerciales, depende en cerca de 40% del petróleo. El gas natural provee cerca del 24% de la energía primaria comercial y el carbón alrededor del 20%. [iii]

Las reservas mundiales de petróleo y gas natural están distribuidas de manera diferenciada en el mundo. En el medio oriente se concentran cerca del 70% de las reservas de petróleo mundiales mientras que las reservas de gas natural se encuentran en un 40% en Europa oriental (principalmente en Rusia) y en un 25% en el medio oriente.

En los llamados países en desarrollo, la biomasa en forma de leña, los desechos animales y los residuos vegetales, así como el trabajo humano y animal, representan una porción sumamente importante de la energía que se consume. La leña es el combustible más importante en las áreas rurales y la cocción de alimentos la actividad principal de consumo de la misma.

Por otra parte, es imprescindible reconocer que existe una importante desigualdad en el consumo de energía tanto entre países como al interior de los mismos. Por ejemplo, Estados Unidos consume cerca del 22% de la energía mundial, mientras que todos los países de América Latina y el Caribe juntos, consumen alrededor del 7%. En el interior de los países, particularmente en los países en desarrollo, el consumo de energía en los hogares depende del nivel socioeconómico de las familias. Los sectores de mayor ingreso tienden a emular los patrones de consumo de los países desarrollados, mientras los sectores de menor ingreso, particularmente en el sector rural, en su mayoría no cuentan con electricidad y están preocupados por encontrar suficientes fuentes de energía para cocinar y para otras actividades esenciales para la supervivencia.[iv]

México es un país cuya base energética son los hidrocarburos (petróleo y gas natural). En 1994, éstos representaron el 90.7% de la producción para consumo nacional de energía primaria, la biomasa (leña y bagazo de caña) el 3.7%, la hidroelectricidad, geoelectricidad y nucleoelectricidad el 3.6% y el carbón el 2%.

En relación a los consumidores finales de energía, el transporte es el más importante (40%). La energía en este sector se utiliza para la movilidad de ferrocarriles, aviones, barcos, transporte eléctrico, camiones, autobuses y automóviles. El 99% de la energía que se consume en el sector transporte proviene del petróleo y cerca del 45% se emplea para el funcionamiento de los automóviles y camionetas particulares.[v]

La industria es el segundo sector en importancia, en términos de la cantidad de energía consumida. Más del 80% del consumo de este sector proviene de los hidrocarburos (incluida la energía primaria para la generación de electricidad). Algunas industrias son más intensivas en el uso de la energía que otras. Tal es el caso de la siderurgia, la petroquímica, la química, celulosa y papel, cemento, vidrio, y los ingenios azucareros.

El sector residencial es responsable del 20% del consumo de energía final en México, en donde la leña representa cerca del 40%, el glp el 41% y la electricidad el 12%. Una de las características más importantes del consumo de energía en este sector es la asimetría que existe entre el campo y la ciudad. La diferencia entre el crecimiento urbano y rural fue acompañada por una importante desigualdad en la oferta y capacidad de consumo de los servicios. Por ejemplo, en 1992, cerca del 100% de las viviendas urbanas tenían acceso a la electricidad, mientras que el 30% de las rurales aún no contaba con este servicio. Una situación similar ocurre con la distribución de los energéticos comerciales. La mayoría de la población rural no ha tenido la oportunidad de optar por un combustible alternativo a la leña.

Los sectores comercial y público representan cerca del 6% del consumo de energía final nacional. Las principales fuentes de energía final son la electricidad, el glp, el combustóleo y el diesel. El sector comercial incluye todo lo relacionado con comercios, restaurantes, hospitales, hoteles, escuelas y edificios no residenciales. El sector público, en términos del consumo de energía, incluye el bombeo de aguas potables y negras, así como el alumbrado público.

En 1994, el sector agropecuario representó el 2.6% del consumo final de la energía nacional y el 5.8% de la demanda eléctrica total. La energía en el sector agropecuario tiene tres funciones principales: la preparación de la tierra para cultivo, el bombeo de agua y la actividad pecuaria. Los principales energéticos utilizados para estos usos son la querosina, el diesel, la electricidad y, en menor, medida el glp.

Los efectos ambientales de la producción y uso de la energía en el mundo son diversos, pero pueden ser catalogados en dos tipos: los efectos locales o regionales y los efectos globales. En los primeros, se encuentran las emisiones de contaminantes a la atmósfera, los problemas relacionados con el uso y contaminación del agua marina y continental y el efecto en los suelos y la biodiversidad. En el segundo se encuentra la emisión de gases de efecto invernadero, que contribuyen a la elevación de la temperatura global de la atmósfera terrestre.

La explotación del petróleo y el gas natural ha tenido efectos catastróficos en el ambiente marino. En México, el accidente del Ixtoc i, tuvo impactos que trascendieron el ámbito nacional, provocando serios problemas de contaminación, desconociéndose hasta ahora, las consecuencias en el ecosistema regional.

En el estado de Tabasco, por ejemplo, dentro de los accidentes más comunes en la exploración y explotación de pozos petroleros, están los derrames de las fosas de decantación que contienen los desperdicios de los pozos, dado que las altas precipitaciones ocasionan un alto riesgo de ocurrencia. Ya en 1986 se estimaba que las áreas afectadas en este estado ascendían a 7,200 hectáreas.[vi]

El procesamiento del petróleo tiene efectos ambientales relacionados con la emisión de diversos contaminantes a la atmósfera, las descargas líquidas a drenajes, cuerpos de agua y suelo y desechos sólidos. Existen diversos equipos de control que han hecho que disminuyan los impactos en el ambiente, sin embargo, aún existen serios problemas por las emisiones de óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y partículas y aún no han desaparecido los problemas de descarga y desechos sólidos.

En el uso de los derivados del petróleo y gas natural, destaca la contaminación atmosférica. Tan sólo baste mencionar la contaminación en el área metropolitana de la ciudad de México, originada principalmente por la combustión de gasolina y diésel en los vehículos automotores. Asimismo, la emisión de contaminantes provocada por la combustión de fuentes fósiles en las plantas de generación eléctrica, aun cuando se han instalado diversos dispositivos de control, sigue representando un problema de contaminación en lo referente a óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono y óxidos de azufre.

El carbón es uno de los combustibles más sucios. Las minas de carbón pueden dañar los suelos y su combustión genera grandes cantidades de óxidos de azufre, monóxido de carbono y partículas, además de las enfermedades respiratorias ocasionadas a los trabajadores de las minas. Cabe reconocer que existen diversas tecnologías de control particularmente relacionadas con las cenizas y desechos, así como nuevas tecnologías de generación eléctrica (lecho fluidizado) que disminuyen de manera muy importante las emisiones de azufre y óxidos de nitrógeno.

Después de la crisis petrolera de 1973, una alternativa energética que creció de manera importante fue la energía nuclear. En la actualidad ésta genera cerca del 17% de la energía eléctrica en todo el mundo. Sin embargo, los accidentes nucleares de la isla de Tres Millas en Estados Unidos, y de Chernobyl en Ucrania, así como el aumento en los costos asociados a la seguridad de estas plantas han hecho que esta alternativa esté en duda. Los problemas ambientales de la energía nuclear están asociados a las emisiones y desechos radioactivos y la gravedad de los accidentes. La contaminación radioactiva puede permanecer por millones de años y, por ende, tiene efectos en múltiples generaciones.

La plantas hidroeléctricas no generan emisiones a la atmósfera pero tienen problemas asociados a efectos en los ecosistemas locales y movimiento de poblaciones, provocando disminución e incluso desaparición de tierras de cultivo, de flora y fauna silvestres, destrucción de especies y posible pérdida de biodiversidad. Los efectos en el medio pueden minimizarse desarrollando estudios ecológicos previos y posteriores a la instalación de la planta y realizando labores de regeneración posteriores a la instalación de la misma.

La combustión de leña tampoco está exenta de los efectos en el medio. Los contaminantes emitidos durante su combustión particularmente en las llamadas tres piedras producen enfermedades respiratorias principalmente en mujeres y niños(as). Otro efecto del uso de la leña es la posible desforestación; sin embargo, existen pocos estudios que cuantifiquen la importancia relativa del uso de la leña para fines energéticos en la desforestación nacional.

Además de los problemas de contaminación local, la producción y uso de la energía es en gran parte responsable de uno de los problemas que enfrenta el planeta: el cambio climático global. La combustión de recursos fósiles, particularmente el petróleo y el carbón, generan la mayor parte de las emisiones de bióxido de carbono (principal gas invernadero). Se estima que cerca del 57% de las emisiones antropogénicas (las producidas por la humanidad) de los gases invernadero provienen de la combustión de petróleo, carbón y gas natural.

Los efectos globales en el medio, provocados por un consumo creciente de la energía pueden ser catastróficos. La vulnerabilidad de diversos países ante la posibilidad de un cambio en la temperatura de la atmósfera terrestre tiene costos invaluables en términos de la población y la pérdida de biodiversidad.

Existen alternativas energéticas que reducen los impactos ambientales de manera sustancial, que no tienen efectos negativos en el desarrollo y nivel de vida de la población. Estas alternativas se encuentran en el uso eficiente y en las fuentes renovables de energía.

[i] Enunciado Kelvin-Plank del segundo principio o ley de la termodinámica. Zemanzky. Calor y termodinámica. Ed Aguilar.

[ii] Gibbons, J. P. Blair. L.Gwin. Strategies for energy use. En Scientific American Managing Planet Earth. Freeman and Company. Estados Unidos. 1989.

[iii] Organización Latinoamericana de Energía (Olade). Estadísticas e indicadores económicos de America Latina y el Caribe. Quito, Ecuador, 1993.

[iv] Reddy, A. y J. Goldemberg. Energy for the developing world. En Scientific American. Special Issue. Energy for planet earth. Septiembre 1990.

[v] Elizabeth Mar. Consumo de energía en el sector transporte mexicano. Tesis de maestría. Facultad de Ingeniería, unam. México, 1996.

[vi] Chávez Lomelín, M. Algunos problemas ambientales ocasionados por la exploración y explotación de petróleo y gas natural. En Energía y Medio Ambiente. Programa Universitario de Energía. unam. 1986.

Hasta fines de los años sesenta, se asumía que el desarrollo implicaba, necesariamente, un incremento exponencial en la producción energética. Sin embargo, la historia moderna del consumo de energía mundial tiene un parteaguas en el año de 1973, a partir del llamado embargo petrolero (algunos lo llaman choque petrolero o crisis del petróleo) de la Organización de Países Exportadores de Petróleo (opep). Este hecho impactó el uso de la energía en el mundo debido al incremento abrupto de los precios del petróleo y a la presentación de un nuevo dilema para muchos países: seguir incrementando la dependencia de sus economías a la importación de petróleo o replantear los patrones de consumo energético y generar recursos propios.

Esta crisis generó un clima de temor en los países industrializados que derivó en la investigación, desarrollo y promoción de políticas de conservación y eficiencia, así como en la proliferación de alternativas energéticas (desde la nuclear hasta la solar). Después de una década, el efecto de estas políticas fue enorme. Para 1984 los países de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económico (ocde) tuvieron el mismo consumo de energía que en 1973, mientras que su producto interno bruto (pib) creció en 28%. Esto significó una reducción del 22% en el consumo de energía por unidad de valor agregado.[i]

Sin embargo, el conflicto entre la necesidad del desarrollo socioeconómico y la de sostener el ambiente, domina la discusión internacional. La amenaza del cambio climático global y de los efectos ambientales locales y regionales imponen un límite a las tendencias actuales del consumo de energía. Para controlar la degradación de la atmósfera los países industrializados comunmente dirigen sus argumentos hacia la disminución del consumo de energía en los países en desarrollo. Estos países responden enfatizando la necesidad de elevar el consumo de energía per cápita para tener niveles de vida adecuados y revelando la desigualdad entre el consumo per cápita entre los países industrializados y los países en desarrollo.

De acuerdo con Reddy[ii], mientras subsista el paradigma convencional de que el consumo de energía per cápita es un reflejo del desarrollo, este conflicto no tiene salida. Se requiere un nuevo paradigma del uso de la energía, en donde la energía sea considerada como un medio para proveer servicios y no como un fin en sí misma. Es decir, concebir la demanda de energía a partir de las necesidades de su uso y no de la oferta agregada de la misma. Bajo esta perspectiva, el aumento en el nivel de vida de la población requiere de un aumento per capita de los servicios energéticos, lo cual no necesariamente implica un aumento en el consumo de la energía. Los servicios dependen de los equipos, es decir, estufas, calentadores, focos, motores, calderas, automóviles, etcétera, que convierten la energía en un servicio final (iluminación, calor, movimiento). Si estos equipos son más eficientes, la energía se conserva disminuyendo su ritmo de crecimiento y proporcionando el servicio requerido.

La conservación de energía, por supuesto, no debe significar una disminución en los servicios energéticos. Por el contrario, debe estar sustentada en una expansión de los servicios, mientras se estabiliza el consumo de energía. Inclusive, cuando los servicios energéticos involucran industrialización, los nuevos materiales, así como el aumento en la eficiencia de diversos equipos, hace posible que el consumo de energía derivada de la misma, crezca al menos, a menores tasas que las que tuvieron los países desarrollados en su etapa de industrialización.

En favor de esta concepción se sustenta el hecho de que el ahorro de una unidad energética es mucho más barato que la producción de la misma.[iii] El uso eficiente de la energía, proporciona la posibilidad de usar la capacidad instalada de generación para cubrir nueva demanda de energía, es decir, la eficiencia puede ser vista como un recurso energético.

Los nichos más importantes de ahorro de energía se encuentran en diversos sectores de uso de la misma. A continuación se presentan algunos ejemplos para el caso de nuestro país.

Para el bombeo agrícola, por ejemplo, existen estudios en otros países que pueden proporcionar un panorama de los que podría ocurrir en México. En un estudio realizado en la India en el área de Gujarat, se encontró que con sólo cambiar las líneas de succión y válvulas de alta fricción por aquellas de baja fricción, se podía obtener un ahorro de energía de cerca del 22%.[iv]

Uno de los mayores potenciales de ahorro de energía en el sector público está en el alumbrado y en el bombeo municipal. En el caso del alumbrado público, existen cientos de pequeñas ciudades que siguen utilizando bulbos convencionales incandescentes para la iluminación de calles. De hecho, una importante deuda municipal proviene de las facturas de electricidad. La sustitución de bulbos incandescentes por lámparas de vapor de mercurio o sodio implica ahorros de energía de cerca del 50% o más. Otro nicho de ahorro de energía es el bombeo municipal. Un estudio reciente del Instituto de Ingeniería de la unam[v] estima que con medidas de mantenimiento y sustitución de bombas, podría ahorrarse el 35% del consumo de energía eléctrica destinado a bombeo en nuestro país.

En el sector comercial, un potencial importante de ahorro de energía se encuentra en la iluminación mediante la sustitución de balastros y tubos fluorescentes convencionales por aquellos de alta eficiencia, así como la sustitución de gabinetes o luminarias convencionales por aquellas de alta reflexión de la luz.

En el sector residencial se pueden obtener ahorros con estufas y calentadores más eficientes y optimizando el proceso de cocinado. En la iluminación por electricidad, un ahorro de energía de entre 50 y 75% proviene de la sustitución de focos incandescentes por compactos fluorescentes. Existen diversos trabajos que reportan la viabilidad económica de esta sustitución para la mayoría de los estratos de consumo de electricidad residencial. Existe ya en México, un programa de la Comisión Federal de Electricidad que promueve el cambio de estos focos en las ciudades de Monterrey y Guadalajara.[vi]

En el caso de los electrodomésticos, se estima que el refrigerador promedio mexicano consume entre 500 y 700 kWh por vivienda al año. En 1990 ya se distribuía un refrigerador de 255 litros (el más popular), que consumía 350 kWh al año. Sin embargo existen modelos que alcanzan un consumo de hasta 100 kWh al año.

En el sector industrial un enorme nicho de ahorro de energía eléctrica se encuentra en la sustitución de motores y compresores convencionales por eficientes o en la instalación de vareadores de velocidad para motores. En cuanto a la energía térmica utilizada en las industrias existe un potencial de ahorro muy importante en la sustitución de quemadores para calderas o en el aislamiento de las mismas.

La cogeneración es otra alternativa de eficiencia energética. El término cogeneración se refiere al aprovechamiento de la energía térmica generada durante la producción de energía eléctrica, o a la utilización de la energía térmica de desecho de un proceso para la producción de electricidad. De acuerdo con la Conae, el potencial de cogeneración está entre 7 mil y 14 mil MW, tomando en cuenta los sectores industrial y comercial.

De acuerdo con varios autores, si la economía mundial crece para satisfacer las aspiraciones de los diversos países alrededor del planeta, el consumo de energía aumentará, aun cuando se hagan enormes esfuerzos para incrementar la eficiencia en el uso de la misma. [vii] Las fuentes renovables de energía pueden cubrir una parte importante del crecimiento en la demanda de energía e inclusive sustituir parte de la oferta energética actual, disminuyendo los impactos en el ambiente.

Las ventajas de las fuentes renovables de energía son: a) que permiten disminuir el consumo de petróleo y gas natural y por tanto aumentan la vida de las reservas de estos hidrocarburos y b) en su mayoría, no generan emisión de contaminantes a la atmósfera y por lo tanto constituyen tecnologías de mitigación de la contaminación local o global. En el caso de la combustión de biomasa, pueden subsistir problemas de emisión de monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y partículas, sin embargo, existen tecnologías como la gasificación que disminuyen enormemente la emisión de estos contaminantes. Por otro lado, si la explotación de la biomasa se hace de manera renovable (se consume a la misma tasa que se renueva), las emisiones de bióxido de carbono provocadas durante su combustión, son anuladas por la propiedad de la biomasa de capturar este gas invernadero.

Las tecnologías renovables incluyen una inmensa variedad, entre las que se encuentran la hidroelectricidad en gran y pequeña escala, la energía eólica, la energía solar para fines térmicos, la energía solar fotovoltáica, los sistemas de aprovechamiento de la energía del océano, la energía geotérmica, el aprovechamiento directo de la biomasa, la gasificación y lecho fluidizado para biomasa, el biogas, el etanol proveniente de bagazo de caña, la producción de etanol y metanol por medio de celulosa y celdas de combustible. A continuación se presentan algunas:

La hidroelectricidad en gran escala, como se mencionó anteriormente, tiene restricciones relacionadas con los impactos ambientales y de movimiento de poblaciones. Estos pueden ser mitigados mediante una planeación inicial y un trabajo de participación y decisión comunitaria. La hidroelectricidad en pequeña escala tiene efectos mucho menores en el ambiente y además puede promover el desarrollo de las comunidades.

La energía eólica o del viento, puede ser aprovechada también en pequeña y gran escala. Los resultados de la operación de las plantas de energía eólica en Dinamarca y California durante los pasados diez años, han demostrado la viabilidad técnica y económica de la presente generación de turbinas eólicas.

La energía solar tiene múltiples aplicaciones. Existen las plantas de generación eléctrica por medio de la utilización térmica, los calentadores de agua domésticos y comerciales y las celdas fotovoltáicas para producción de electricidad. La mayoría de estas tecnología han demostrado su viabilidad técnica, pero existen problemas asociados a los costos de inversión que no han permitido su comercialización en mayor escala.

La energía geotérmica (en términos geológicos) se define como el calor de la corteza terrestre, que se encuentra a temperaturas mayores a la media. La presencia de energía geotérmica tiene posibilidades de explotación solamente en lugares donde este calor es disipado a la atmósfera a través de un fluido como el agua. En el campo de la explotación de los recursos geotérmicos, México es uno de los líderes mundiales. En la actualidad, el 4% de la energía eléctrica generada en nuestro país proviene de este recurso.

La energía es almacenada por la naturaleza en las mareas, en las olas, y en los gradientes térmicos y salinos de los océanos. A pesar de que el flujo de energía de cada uno de estos recursos renovables es grande, solamente una pequeña fracción de su potencial es factible de ser explotada en el futuro. Las razones son dos: la energía en los océanos se encuentra dispersa en una gran superficie, lo cual hace que se requieran grandes y costosas plantas para su colección y esta energía normalmente se encuentra lejana a los centros de consumo. [viii] Las posibilidades de explotación de este tipo de energía son por ahora lejanas debido a sus costos, sin embargo en un futuro próximo, ésta puede ser una alternativa energética.

La biomasa puede ser aprovechada de diversas formas, mediante su uso directo en estufas de leña mejoradas que aumentan la eficiencia de las tradicionales o en sistemas más complejos. La producción de electricidad por medio de sistemas de cogeneración utilizando la gasificación de la biomasa es una estrategia prometedora.[ix] La producción de biogas a partir de la fermentación de biomasa en biodigestores es otra fuente de energía que ha demostrado su factibilidad en regiones rurales de la India y China. Por otro lado, la sustitución de gasolina por etanol en automóviles de pasajeros ha demostrado su viabilidad en Brasil. En la actualidad existen avances tecnológicos tanto en la producción de etanol a partir del bagazo de caña, como en las adecuaciones para el uso de este combustible en los vehículos.

Las mayores barreras para la difusión en gran escala de las tecnologías de uso renovables de la energía, son, desde nuestro punto de vista, al menos cuatro:

1. El patrón de consumo de energía de nuestra época está sustentado en plantas de generación de energía (particularmente eléctrica) de gran escala y centralizadas. La utilización de tecnologías de uso de fuentes renovables de energía tiene un gran potencial en la generación descentralizada y de pequeña escala.

2. En la actualidad, los precios de los combustibles fósiles son tan bajos que las tecnologías de uso renovable de la energía no tienen competitividad en el mercado.

3. Existe un círculo vicioso entre la difusión de algunas tecnologías y su costo. El costo de inversión permanece alto porque no se producen masivamente y la producción masiva depende de que exista un mayor mercado, que no se da por el alto costo de las tecnologías.

El entorno económico actual, en el que los gobiernos han renunciado a su intervención en el mercado, ha disminuido la posibilidad de difusión de las tecnologías para el uso renovable de la energía.

Una de las soluciones que se ha planteado a este problema es la llamada internalización de los costos ambientales en el precio de la energía. Esto significa que la unidad de energía que se vende al consumidor, debería incluir no sólo los costos de producción, sino también los costos asociados al impacto ambiental del mismo. Esta alternativa permitiría que las fuentes renovables de energía se volvieran sumamente competitivas en el mercado. Por supuesto, quienes más se oponen a esta propuesta son las grandes compañías petroleras. Por otro lado, en el caso de los países en vías de desarrollo, esta alternativa encuentra un problema en la desigualdad en el poder de consumo de sus habitantes. El aumento en el precio de los hidrocarburos no debería significar un proceso de mayor desigualdad en la distribución de los servicios energéticos.

[i] Agencia Internacional de Energía (AIE). Balances de energía de los países de la OCDE. París, Francia, 1991.

[ii] Ibid. 4.

[iii] Koomey, J., C. Atkinson, A. Meier, J. McMahon, S. Boghosian, B. Atkinson, I. Turiel, M. Levine, B. Normand y P. Chan. The potential for electricity efficiency improvements in the us residential sector. LBL-30477 Lawrence Berkeley Laboratory. Berkeley, California, Estados Unidos, 1991.

[iv] Dutt, G. Energy end use: An environmentally sound development pathway. Asian Development Bank. Manila, 1993.

[v] Carmona R. Ahorro de energía y mitigación de gases invernadero. Informe del Instituto de Ingeniería, NA. 1997.

[vi] Programa Ilumex. Fideicomiso de Ahorro de la energía eléctrica (Fide).

[vii] Johansson T., H. Kelly, A. Reddy y R. Williams (editores). Renewable energy: sources for fuels and electricity. Island Press. Washington dc. 1993.

[viii] Cavanagh Clarke, Price. Ocean energy sistems. En ibid 4.

[ix] Williams y Larson. Advanced gasification based biomass power generation. En ibid 4.

Si las tendencias actuales de consumo de la energía subsisten, se espera que en cerca de 20 años, los países en desarrollo consumirán la misma cantidad de energía que los países industrializados. Sin embargo, el estándar de vida de los habitantes de los países más pobres, tendrá un retraso respecto a los países ricos. Por si esto fuera poco, el planeta no puede soportar un ritmo de crecimiento acelerado del consumo de energía por los efectos ambientales locales y globales que esto provocaría. Este hecho podría considerarse como un fracaso del desarrollo socioeconómico. Sin embargo, el problema central radica en suponer que sólo existe una vía para el crecimiento social y económico.

Existen alternativas para el desarrollo social y económico de los países que, en términos del consumo de la energía, estén sustentadas en las fuentes renovables y en la eficiencia energética. Para ello, nuevos paradigmas del desarrollo deben orientar nuestro consumo energético, en los que las fuentes renovables de energía en unidades de generación de pequeña y gran escala tengan espacio y los equipos eficientes permitan que los servicios energéticos lleguen a toda la población.

En esta perspectiva, el nuevo modelo de la planeación energética debiera coincidir con el desarrollo sustentable y su desafío concebirse como la generación de los servicios necesarios para el bienestar de la población, sin comprometer los recursos ambientales actuales ni futuros, con eficiencia, igualdad y respeto en los terrenos energético, social y ambiental.

[1]Enunciado Kelvin-Plank del segundo principio o ley de la termodinámica. Zemanzky. Calor y termodinámica. Ed Aguilar.

2 Gibbons, J. P. Blair. L. Gwin. Strategies for energy use. En Scientific American Managing Planet Earth. Freeman and Company. Estados Unidos. 1989.

3 Organización Latinoamericana de Energía (Olade). Estadísticas e indicadores económicos de América Latina y el Caribe. Quito, Ecuador, 1993.

4 Reddy, A. y J. Goldemberg. Energy for the developing world. En Scientific American. Special issue. Energy for planet earth. Septiembre de 1990.

5 Elizabeth Mar. Consumo de energía en el sector transporte mexicano. Tesis de maestría. Facultad de Ingeniería, unam. México, 1996.

6 Chávez Lomelín, M. Algunos problemas ambientales ocasionados por la exploración y explotación de petróleo y gas natural. En Energía y Medio Ambiente. Programa Universitario de Energía. unam. 1986.

7 Agencia Internacional de Energía (aie). Balances de energía de los países de la ocde. París, Francia, 1991.

9 Koomey, J., C. Atkinson, A. Meier, J. McMahon, S. Boghosian, B. Atkinson, I. Turiel, M. Levine, B. Normand y P. Chan. The potential for electricity efficiency improvements in the us residential sector. lbl-30477 Lawrence Berkeley Laboratory. Berkeley, California, Estados Unidos, 1991.

10Dutt, G. Energy end use: An environmentally sound development pathway. Asian Development Bank.

11Carmona R. Ahorro de energía y mitigación de gases invernadero. Informe del Instituto de Ingeniería, México, 1997.

131 Johansson T., H. Kelly, A. Reddy y R. Williams (editores). Renewable energy: sources for fuels and electricity. Island Press. Washington, dc, 1993.

15 Williams y Larson. Advanced gasification based biomass power generation. En ibid 4.

Nació en la ciudad de México en el año de 1962. Estudió la carrera de Física en la Facultad de Ciencias de la unam, hizo su maestría y doctorado en Ingeniería energética en la Facultad de Ingeniería de la unam. Realizó una estancia de investigación de tres años para la elaboración de su tesis doctoral en el Lawrenece Berkeley National Laboratory en la Universidad de California en Berkeley. Ha trabajado desde 1985 en proyectos relacionados con la energía. Actualmente es investigadora de tiempo completo del Instituto de Ingeniería de la unam. Ha trabajado como asesora de la Comisión Nacional para el Ahorro de Energía y de la Comisión Federal de Electricidad en el área de estudios económicos. Es autora de diversos artículos nacionales e internacionales así como de un libro acerca del uso de la energía en México. El tema principal de su trabajo de investigación es la mitigación de la emisión de gases invernadero debidos al uso de la energía en México.