taller de prospectiva

TALLER DE PROSPECTIV A

Integrantes:

Yesica Luca Salamanca M. Edgar Fernando Duarte Herrera Santiago Silvera Pedro Andrs Rocha

TEMA: Ambiente, Ecologa Y Energas Alternativas

DEFINICIN:

El tema propone una relacin entre los conceptos Ambiente, Ecologa y Energas Alternativas, y se pretende establecer las tendencias primero a nivel mundial y luego a nivel nacional con respecto a dicha relacin. Para comenzar es importante definir apropiadamente estos conceptos y la consistencia de su interrelacin.

El diccionario de la Real academia de la lengua espaola define los conceptos de ambiente, ecologa y energas alternativas de la siguiente manera1:

Ambiente: Condiciones o circunstancias fsicas, sociales, econmicas, etc., de un lugar, de una reunin, de una colectividad o de una poca.

Ecologa: Ciencia que estudia las relaciones de los seres vivos entre s y con su entorno.

El concepto de energas alternativas es un poco ms complejo y polmico, dado que no hay unanimidad acerca de las caractersticas que hacen a una fuente de energa, una fuente alternativa. Esta polmica radica bsicamente en tres caractersticas:

1. Que sean diferentes a las fuentes de energa clsica (generalmente aceptadas) que son por combustin, nuclear e hidroelctrica.

2. Que sean renovables, es decir que aprovechen fuentes en principio ilimitadas (radiacin solar, viento, calor generado por la tierra, etc).

3. Que no contaminen o generen muy pocos residuos dainos para el medio ambiente.

Es difcil hallar un consenso acerca de qu es alternativo, para un pas como Colombia por ejemplo, las fuentes hidroelctricas no son fuentes alternativas. Sin embargo en los pases europeos, las fuentes hdricas no son tan abundantes

1 DICCIONARIO DE LA LENGUA ESPAOLA - Vigsima segunda edicin

y por lo tanto, la energa hidroelctrica no es comn. Para otras personas en cambio, la energa nuclear s es considerada como una fuente alternativa, a pesar de los riesgos ambientales que conlleva como los residuos radioactivos y la posibilidad de accidentes nucleares.

Para propsitos prcticos en el presente trabajo, se acordar en definir las energas alternativas como todas aquellas fuentes de energa diferentes a las tradicionales. Dentro del grupo de fuentes de energa tradicionales se consideran: la quema de combustibles fsiles, y la hidroelctrica por ser muy comn en nuestro pas. La energa nuclear se considerar como alternativa dado que Colombia no posee aun mayores avances en este campo.

Por otro lado, ser independiente de su calidad de alternativas si son renovables, sustentables o ecolgicas.

Sin embargo, el tema en cuestin no son estos conceptos en particular sino la relacin de las energas alternativas con el ambiente y la ecologa, y ms especficamente las tendencias mundiales y nacionales al respecto.

Por esto, se analizar en primer lugar las energas alternativas que poseen mayor desarrollo en el mundo en cuanto a su funcionamiento y su relacin con el ambiente y la ecologa, y luego se determinar el estado actual de desarrollo con el fin de encontrar una tendencia, primero mundial y luego nacional.

ENERGA ELICA

La energa elica es una energa alternativa dado que su uso no es suficientemente difundido. Sin embargo entre las energas renovables, en las que estn entre otras la energa solar y la energa geotrmica, la energa elica es la ms usada, con una produccin energtica de cerca de la mitad de lo que se produce en total mediante energas renovables.

FUNCIONAMIENTO

La energa elica es aquella que aprovecha la energa cintica del viento para producir energa elctrica. Para esto se utilizan generalmente aerogeneradores o turbinas de viento.

Estas funcionan de la misma manera que funcionan aun los clsicos molinos de viento, los cuales se usan para recoger agua y para moler granos. En cambio un aerogenerador o una turbina de viento, posee tecnologa que permite transformar el movimiento que genera el viento en electricidad.

Esto se logra uniendo las aspas del aerogenerador o la turbina a un alternador o un dnamo, que convierte la energa mecnica en energa elctrica. La electricidad puede almacenarse en bateras o ser vertida directamente a la red. El funcionamiento es bastante simple, y lo que se va complejizando es la construccin de aerogeneradores que sean cada vez ms eficientes. Pueden ser de eje vertical o de eje horizontal.

La generacin de energa elica tiene las siguientes ventajas y desventajas2:

Ventajas

Es inagotable.

Frena el agotamiento de combustibles fsiles contribuyendo a evitar el cambio climtico.

Es una de las fuentes ms baratas.

Es un procedimiento limpio y exento de problemas de contaminacin.

Suprime radicalmente los impactos originados por los combustibles durante su extraccin, transformacin, transporte y combustin, lo que beneficia la atmsfera, el suelo, el agua, la fauna, la vegetacin, etc.

La utilizacin de la energa elica para la generacin de electricidad presenta nula incidencia sobre las caractersticas fisicoqumicas del suelo o su erosionabilidad, ya que no se produce ningn contaminante que incida sobre este medio, ni tampoco vertidos o grandes movimientos de tierras.

Al contrario de lo que puede ocurrir con las energas convencionales, la energa elica no produce ningn tipo de alteracin sobre los acuferos ni por consumo, ni por contaminacin por residuos o vertidos.

La generacin de electricidad a partir del viento no produce gases txicos, ni contribuye al efecto invernadero, ni destruye la capa de ozono, tampoco crea lluvia cida. No origina productos secundarios peligrosos ni residuos contaminantes.

Al finalizar la vida til de la instalacin, el desmantelamiento no deja huellas.

Desventajas

La inversin en los aerogeneradores es alta, debido al gran tamao de estos. A corto plazo es costoso.

El efecto visual de la implantacin de los aerogeneradores produce una alteracin del paisaje importante y una esttica poco agradable. Deben

2 http://www.revistafuturos.info/futuros14/energia_eolica.htm

ser ubicados en colinas, cerros y literales para aprovechar adecuadamente el viento.

Los rotores producen un gran ruido. Fuente: Revista Futuros.

PERSPECTIVA MUNDIAL Y TENDENCIA

Segn la Agencia Internacional de Energa (I.E.A.) en su reporte de progreso de las Energas Limpias, aproximadamente un 5,56% de la energa que se produce actualmente en el mundo se obtiene mediante energas alternativas, y aproximadamente la mitad, un 2.5% de esta, se obtiene especficamente mediante la energa elica.3

La tendencia mundial del uso de la energa elica parece ser creciente, segn el concilio global de energa elica (Global Wind Energy Council), puesto que publico en su reporte anual datos que se resumen en la siguiente tabla4:

REGIN Total 2009(MW) Variacin 2010(MW) Total 2010(MW) % variacin

Africa 866 213 1.079 24.60%

Asia 39.639 21.450 61.087 54.11%

Europa 76.471 9.918 86.279 12.97%

Latinoamrica 1.306 703 2.008 53.83%

Norteamrica 38.405 5.805 44.189 15.12%

Oceania 2.221 176 2.397 7.92%

TOTAL MUNDIAL 158.908 38.265 197.039 24.08%

En la anterior tabla se evidencia un crecimiento mundial de Mega watts producidos mediante energa elica del 24,08%, siendo las regiones con mayor crecimiento Asia y Latinoamrica. Sin embargo es importante aclarar que las regiones con mayor produccin de energa elica son Europa, Asia y un poco ms atrs Norteamrica con aproximadamente la mitad de la produccin europea, y la de menor produccin es frica, ubicndose por debajo de Latinoamrica.

Es posible entonces resumir el estado actual y la tendencia mundial de esta energa alternativa en la siguiente grfica:

3 http://www.iea.org/papers/2011/CEM_Progress_Report.pdf 4 http://www.gwec.net/fileadmin/images/Publications/GWEC_annual_market_update_2010_-_2nd_edition_April_2011.pdf

CAPACIDAD INSTALADA EN MW EN EL MUNDO

En un rpido anlisis es posible observar cmo se relacionan el ambiente, la ecologa y la produccin de energa elica. Teniendo en cuenta que el ambiente no se refiere solo a los recursos naturales sino adems a las condiciones econmicas, culturales y sociales. Son evidentes los factores que influyen en el mayor o menor desarrollo de la produccin de energa elica en una determinada regin.

1. Recursos Naturales: La disponibilidad de fuentes hdricas y combustibles fsiles son un factor determinante. Es claro que la regin Europea y gran parte de Asia carecen de la abundancia en estos recursos que gozan frica y Amrica latina, por lo que se ven obligados a recurrir a energas alternativas.

2. Conciencia Ambiental: Por otro lado, dada dicha carencia, estas regiones poseen una cultura ecolgica mucho ms desarrollada, lo que los estimula en la bsqueda de fuentes renovables y no contaminantes de energa.

3. Economa: Indudablemente, tanto Europa como Asia son regiones en gran crecimiento econmico. Su condicin socioeconmica les permite invertir en proyectos innovadores, ms aun teniendo en cuenta el bajo costo de la energa elica.

4. Cultura: En regiones con un mayor nivel de educacin y desarrollo en general, es fcil observar con mayor frecuencia el emprendimiento de proyectos innovadores, de mayor eficiencia y conveniencia social, econmica y ambiental. Se disminuyen la corrupcin, y la manipulacin de las polticas por intereses particulares.

Por ltimo es un importante indicador de la tendencia mundial las metas propuestas para los prximos 5 aos por el concilio global de energa elica. La prediccin dada en el reporte anual del 2010, la cual aseguran es modesta, dice que para el final del 2015 se habrn alcanzado los 449 GW de capacidad de produccin elica en el mundo, lo cual es casi 2 veces y media la capacidad

instalada en el 2010. Adems de eso, se espera que en promedio en los siguientes 5 aos se experimente un crecimiento anual del 11.1%.

Este crecimiento pronosticado se espera que se distribuya en las regiones as:

Regin 2010 2015 Asia 61 GW 174,6 GW Europa 76 GW 146,1 GW Norte Amrica 44 GW 94,2 GW Oceana 2,3 GW 7,4 GW Amrica Latina 2 GW 19 GW frica 1 GW 7,5 GW

PERSPECTIVA Y TENDENCIA EN COLOMBIA

Colombia por ser un pas dotado con abundantes fuentes hdricas y recursos naturales en general poco inters ha mostrado hasta el momento por el cuidado del medio ambiente y mucho menos por la bsqueda de la eficiencia en la generacin de energa. A esto debe sumarse la falta de inters poltico dado que las decisiones gubernamentales son altamente influidas por intereses particulares de grandes empresas.

El desarrollo de la energa elica es incipiente en nuestro pas. Un primer proyecto experimental existe y funciona en la Guajira, en el parque llamado JEIPRACHI, construido por Empresas Pblicas de Medelln E.P.M., actualmente posee una capacidad instalada de 20 MW.

Sin embargo, la ampliacin de esta capacidad instalada en el pas no est cerca, dado que los costos an con los bonos de CO2 que actualmente estn cerca de los 50 dlares son ms altos que los de la produccin hidroelctrica y termoelctrica.

La tendencia en el pas es sin duda negativa en cuanto al desarrollo de la energa elica, pese a que la geografa colombiana permite estimar que se tiene una capacidad potencial de cerca de los 18 GW en produccin elica.

ENERGA SOLAR

FUNCIONAMIENTO

Calentadores Solares

Sistema: El sistema Convencional de Calentadores consta de uno o varios colectores solares y de un respectivo tanque de almacenamiento. El colector emplea una parrilla de tubera de cobre y como absorbedor, laminas de cobre o aluminio; como pelcula absorbedora se emplea pintura corriente o con aditivos y otros absorbedores selectivos. La cubierta exterior es vidrio corriente templado y el aislamiento fibra de vidrio, icopor o poliuretano. El tanque

generalmente es metlico en sistemas presurizados o de asbesto cemento en sistemas abiertos.

Aplicacin: La aplicacin de energa solar en Colombia como medio de Calentamiento, ha sido extendida a la generacin de agua caliente para hogares, piscinas, hospitales, hoteles y procesos industriales, y la calefaccin, empleos en los que se requiere calor a bajas temperaturas.

Dentro de las aplicaciones domesticas, se han instalado masivamente calentadores en urbanizaciones de Medelln (Villa Valle de Aburr) y en Bogot (Ciudad Tunal, Ciudad Salitre) desarrollados y fabricados por el Centro Las Gaviotas. La cadena hotelera (Hoteles Dann) tambin hizo uso de estos calentadores, al igual que en la cafetera de la antigua Empresa de Energa de Bogot (EEB) y el Hospital Pablo Tobn Uribe, en Medelln.

La aplicacin entonces de Calentadores solares en Colombia aunque ha tenido algunos usos, no ha tenido gran acogida y utilizacin; ser entonces en una nueva crisis de Energa que se le dar un uso a mayor escala.

Sistemas Fotovoltaicos

Sistema: Un Sistema Fotovoltaico es un dispositivo o conjunto de dispositivos que se encargan de generar energa elctrica a partir de Radiacin Solar. Este sistema consta de un generador solar que capta la radiacin luminosa procedente del sol y la transforman en corriente continua; un acumulador que se encarga de almacenar la energa producida por el generador y permite disponer de corriente elctrica. A dems de esto, un regulador de carga que evita sobrecargas o descargas excesivas al acumulador y un inversor que transforma la corriente continua en corriente alterna.

Aplicacin: La aplicacin de Sistemas Fotovoltaicos, han estado encaminados a cubrir las necesidades realmente bsicas del sector rural (Iluminacin, Radio y Televisin), donde esta aplicacin ha tenido mayores usos. Durante los ltimos aos la utilizacin de este tipo de herramientas han estado incluidas en los programas de electrificacin rural que han tenido apoyo econmico de FAZNI (Fondo de Apoyo Financiero para la Energizacin de las Zonas No Interconectadas), as mismo EL IPSE (Instituto para la Promocin de Soluciones Energticas), institucin que actualmente lidera las acciones del Estado en la Energizacin del campo Colombiano.

La produccin de Energa Elctrica a travs de Sistemas Fotovoltaicos, tiene grandes expectativas, ya que cerca de 1 milln de familias que habitan las zonas rurales carecen de este servicio.


Al ser la luz solar es una fuente inagotable de energa, a dems de limpia y una alternativa para la actual dependencia del petrleo y otras alternativas menos seguras y ms contaminantes; era de esperarse que en los ltimos aos se haya evidenciado un notable incremento de instalaciones de energa solar termina y fotovoltaica en todo el mundo, debido en gran parte a la concientizacin de la

sociedad desarrollada de sustituir las fuentes de energas fsiles por unas mas amigables con el medio ambiente y al desarrollo de tecnologas que de alguna manera mejoran la calidad y reducen costos a largo plazo.

Actualmente, se evidencia la implementacin y uso de equipos basados en energa solar como calentadores solares trmicos y fotovoltaicos en muchos pases. A dems de esto, se cuenta con al menos una veintena de empresas dedicadas al mbito de los servicios de instalacin y mantenimiento de equipos solares en pases como Australia, Israel, Japn, Brasil, y USA. A continuacin se muestra el uso de la Energa Solar en diferentes Naciones:

Unin Europea: Instalacin de 23 millones de m2 de captadores solares (14.280 MWt) a finales de 2006, cabe destacar que Alemania, Grecia y Austria participan del 75,3 % del total de la superficie instalada

Chipre: es el pas que ms cantidad de energa solar trmica aporta por habitante en el mundo, con 350 kWt por cada 1.000 habitantes. Ms del 90% de los edificios construidos en este pas estn equipados con captadores solares trmicos.

Grecia: Actualmente cuentan con aproximadamente 3,5 millones de m2 de captadores solares, que abastece de agua caliente a uno de cada cuatro habitantes

Israel: alrededor del 85% de las viviendas estn equipadas con colectores solares

Turqua: Aproximadamente 10 millones de m2 de captadores solares

China: es el pas con ms superficie de captadores solares instalados, 78 millones, lo que supone aproximadamente el 40% de todos los instalados en el mundo. Hoy, ms de10 millones de familias chinas disponen de agua caliente gracias al sol.

Chile: Entre 1992 y 2000 se instalaron cerca de 2500 soluciones individuales con sistemas fotovoltaicos, para abastecer de energa elctrica a viviendas rurales, escuelas y postas.

Egipto: aproximadamente 40 mil casas (unos 127 MW de consumo) reciben electricidad a travs de la nueva central hbrida solar/trmica

Otros Datos

Incluyendo la biomasa tradicional, la calefaccin y la coccin de los alimentos seguirn siendo los usos principales de los combustibles renovables durante los prximos 25 aos. El sector de la energa elctrica, sin embargo, ser, segn las previsiones, el agente impulsor del incremento mundial del consumo de energa renovable (IEA, 2004). Este sector represent el 25 por ciento del consumo mundial de energa

renovable en 2002, y su proporcin proyectada aumentar al 38 por ciento para 2030.

La energa renovable representa, en los pases en desarrollo, una proporcin mayor de los suministros totales de energa que en los pases desarrollados. Alrededor del 75 por ciento de la energa renovable se consume en los pases en desarrollo.

Fig. ENERGA SOLAR INSTALADA EN EL AO 2006 Y AOS ANTERIORES

EN LA UNIN EUROPEA

ENERGIA SOLAR TERMICA EN EUROPA: ESTADISTICAS 2009

En el ao 2009, se evidencio un desarrollo en el mercado de energa solar trmica, las aplicaciones para calefaccin y refrigeracin ganaron fuerza en

ms pases. Aunque gran parte del mercado se encuentra en el mbito familiar, la demanda por parte de empresas, organismos oficiales y otros usuarios comerciales esta aumentan do significativamente.

ENERGIA SOLAR TERMICA EN ESPAA

Actualmente hay instalados en Espaa aproximadamente unos 1.220.000 m2 de captadores solares, sin embargo esta no era la meta que se esperaba lograr de acuerdo al Plan de Fomento de las Energas Renovables que estipulaba un objetivo de 4.900.000 m2 en el ao 2010. Gran parte del crecimiento en instalaciones de captadores solares estuvo impulsado por la entrada en vigor del cdigo tcnico de la edificacin (CTE) en el que partir de esa fecha todos los edificios de nueva construccin y rehabilitacin deber contar con instalaciones de energa solar trmica para la produccin de agua caliente sanitaria. A continuacin, se muestra la distribucin de instalaciones en Espaa.

En un reciente reporte denominado Pronostico del Mercado de Energa Solar Trmica 2020, estimo que el mercado y el campo de la energa solar en el mundo seguir creciendo durante toda la dcada. A dems se menciono que unas de las principales causas o apoyos a la causa de Energas limpias, son las emisiones de efecto invernadero, as como la concientizacin y la bsqueda por parte de las economas del mundo de energas y desarrollos sustentables. En muchos pases se ha visto un incremento en los estmulos haca las energas limpias. Los pases en desarrollo han invertido casi $512 mil millones de dlares en estimular el crecimiento de las energas limpias. La energa solar trmica mundial ha tenido una increble expansin en capacidad instalada durante el 2010.

TENDENCIAS ENERGIA SOLAR A NIVEL MUNDIAL Desde hace muchos aos, el uso de energa solar como fuente de generacin elctrica y dems aplicaciones, ha sido notorio; sin embargo, cabe destacar que a medida que pasa el tiempo la sociedad se va dando cuenta de la importancia que ha adquirido esta al momento de suplir ciertas necesidades.

En la actualidad, el mundo se est apropiando de la idea de que las Energas tradicionales son finitas, que llegara el momento en que esos recursos no darn abastos para suplir la magnitud de la demanda que se genere; es por esta razn que los grandes pases desarrollados se estn concientizando de esta realidad y le estn apostando a desarrollos en base a energas alternativas, dentro de las cuales encontramos la Energa Solar, una fuente inagotable, con ciertas variaciones pero una fuente que estar all. Las inversiones en infraestructura, desarrollos y expansiones en este campo han crecido paulatinamente en ciertos pases, pero en otros se evidencia un crecimiento constante e incluso acelerado en cuanto a esto. Es evidente el crecimiento que ha ostentado el tema de la Energa Solar como forma de Energa Alternativa, y la tendencia actual y futura estar encaminada a este mismo crecimiento; en la medida en que la sociedad y los grandes pases se concienticen de nuestra situacin en cuanto a la disminucin de las fuentes tradicionales de energa (Carbn, petrleo, termo e hidroelctrica, gas natural, biomasa y nuclear) y el impacto ambiental que estas provocan a nuestro planeta, en esa medida se presentar el crecimiento de I+D, infraestructura, expansin e innovaciones. A dems mientras se realicen mayores desarrollos exitosos en este campo muy posiblemente la produccin en masa que se dar producir un mayor auge, haciendo que el uso de esta energa alternativa se expanda a gran parte de las regiones, y se sustituyan las Energas tradicionales por unas ms amigables y econmicas a largo plazo.


PROYECTOS INSTALADOS EN COLOMBIA:

Armenia - Quindo (Proyecto SENA) 11 Abril del 2011

Puerto Nario Amazonas 15 Enero 2011

Serrana del perij Cesar 27 Enero 2011

La Energa Solar, es la energa que irradia el sol y es recibida por la tierra. Se le considera a esta una energa Renovable o alternativa por su naturaleza inagotable y el poco efecto negativo que tiene para el medio ambiente; sin embargo para hacer uso de ella es necesario tener en cuenta que es una fuente intermitente, cambiante y de baja densidad de potencia. Es por esta razn que en Colombia los usos que se le da a este tipo de energa renovable no son de grandes dimensiones; las aplicaciones ms vistas son: Calentamiento de agua (para uso domestico, Industrial y Recreacional), generacin de electricidad a pequea escala, secado Solar de productos agrcolas y la destilacin solar de agua de mar u otras agua no potables.

INVESTIGACION Y DESARROLLO El desarrollo de aplicaciones en este campo a nivel Colombiano aunque no ha sido nulo, no ha tenido la suficiente fuerza, ni el logro en comparacin como el que han tenido otros pases; actualmente Colombia no estara en capacidad de competir frente a los productos extranjeros de esta ndole. Sin embargo en

Colombia se han evidenciado pequeos brotes de investigacin y desarrollo que cabe destacar: A mediados de los aos 80, Colciencias haba identificado 20 grupos de investigacin en FENR (Fuentes de Energas Nuevas y Renovables), se trabajaba entonces, en el desarrollo de diversos tipos de colectores solares, as como sistemas de almacenamiento de calor, ingeniera de grandes sistemas de calentamiento, secados y destilacin solar, entre otros. La Universidad Nacional de Colombia tuvo gran participacin en I+D en esta rea, dando su aporte en el desarrollo de celdas de Cds y la ingeniera de los sistemas fotovoltaicos. Actualmente se puede evidencia un aumento significativo de los grupos Universitarios de I+D de energa en Colombia, ascendiendo el numero a 101 grupos dedicados a este campo; de estos grupos 4 se dedican a las Energas Renovables, y de estos 3 lo hacen en energa solar. Dentro de estn investigaciones se cubren temticas como radiacin solar, aplicaciones trmicas de la energa solar (colectores y calentadores de agua, destiladores solares, secadores solares, entre otros) y celdas solares y sus aplicaciones.

TENDENCIA DE LA ENERGIA SOLAR A NIVEL COLOMBIANO

Colombia, a pesar de su escasa participacin en Investigaciones y Desarrollos considerables en este campo, no es un pas que presente gran magnitud de daos medioambientales en comparacin a pases desarrollados como China y Estados Unidos. Esta poca participacin, hace que la evolucin en el tema de Energas Alternativas no sea muy notoria, y el hecho de ser un pas subdesarrollado hace que la utilizacin de fuentes de Energa como la Nuclear no se d en nuestro pas. Las aplicaciones que se evidencian en Colombia son a pequea escala, usos domsticos, empresariales y rurales, entre otros, han sido latentes.

En la medida en que seamos un pas subdesarrollado la necesidad y el deber de concientizacin no va a estar muy marcado, es por esta razn que el crecimiento o evolucin de Colombia en este campo no ser realmente significativo.

ENERGA GEOTRMICA

FUNCIONAMIENTO

Existen lugares de aguas termales con poca profundidad donde la generacin de calor desprendido se presta para su aprovechamiento, en estos lugares se realiza siempre un nmero par de perforaciones, por una de ellas sale el agua a altas temperaturas o el vapor de agua, que se aprovecha para mover una turbina y as generar la electricidad, y por la segunda se vuelve a inyectar el agua ya utilizada.

ILUSTRACIN 1ESQUEMA DE LAS FUENTES DE ENERGA GEOTRMICAS.5

ILUSTRACIN 2 DRY STEAM PLANT DIAGRAM6

Tipos de yacimientos geotrmicos segn la temperatura del agua

Energa geotrmica de alta temperatura. La energa geotrmica de alta

temperatura la podemos encontrar en las zonas activas de la corteza

terrestre. Esta temperatura se encuentra entre 150 y 400 C, se produce

vapor en la superficie y mediante una turbina, genera electricidad.

Energa geotrmica de temperaturas medias. La energa geotrmica de

temperaturas medias es aquella en que el agua subterrnea est a

temperaturas menos elevadas, normalmente entre 70 y 150 C. Por

consiguiente, la conversin vapor-electricidad se realiza con un

rendimiento menor. Estas fuentes permiten explotar pequeas centrales 5 Fuente: http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_geot%C3%A9rmica 6 Fuente : http://geo-energy.org/Basics.aspx

elctricas, pero el mejor aprovechamiento puede hacerse mediante

sistemas urbanos reparto de calor para su uso en calefaccin.

Energa geotrmica de baja temperatura. La energa geotrmica de

temperaturas bajas es aprovechable en zonas ms amplias que las

anteriores; por ejemplo, en todas las cuencas sedimentarias. Los fluidos

estn a temperaturas de 50 a 70 C.

Energa geotrmica de muy baja temperatura. La energa geotrmica de

muy baja temperatura se considera cuando los fluidos se calientan a

temperaturas comprendidas entre 20 y 50 C. Esta energa se utiliza para

necesidades domsticas, urbanas o agrcolas.

Si se trata de producir electricidad con un rendimiento aceptable la temperatura mnima est entre 120 y 180 C, pero las fuentes de temperatura ms baja son muy apropiadas para los sistemas de calefaccin urbana.

Ventajas

1. Es una fuente que evitara la dependencia energtica del exterior.

2. Los residuos que produce son mnimos y ocasionan menor impacto

ambiental que los originados por el petrleo y el carbn.

3. Sistema de gran ahorro, tanto econmico como energtico

4. Ausencia de ruidos exteriores

5. Los recursos geotrmicos son mayores que los recursos de carbn,

petrleo, gas natural y uranio combinados.

6. No est sujeta a precios internacionales, sino que siempre puede

mantenerse a precios nacionales o locales.

7. El rea de terreno requerido por las plantas geotrmicas por megavatio

es menor que otro tipo de plantas. No requiere construccin de represas,

tala de bosques, ni construccin de tanques de almacenamiento de

combustibles.

8. La emisin de CO2, con aumento de efecto invernadero, es inferior al que

se emitira para obtener la misma energa por combustin.

Desventajas

1. En ciertos casos emisin de cido sulfhdrico que se detecta por su olor a

huevo podrido, pero que en grandes cantidades no se percibe y es letal.

2. Contaminacin de aguas prximas con sustancias como arsnico,

amonaco, etc.

3. Contaminacin trmica.

4. Deterioro del paisaje.

5. No se puede transportar (como energa primaria).

6. No est disponible ms que en determinados lugares.


Capacidad de plantas de energa geotrmica instaladas

Pas

Capacidad (MW)

2007

Capacidad (MW)

2010

Porcentaje de la produccin nacional

USA 2687 3086 0.3%

Philippines 1969.7 1904 27%

Indonesia 992 1197 3.7%

Mexico 953 958 3%

Italy 810.5 843

New Zealand 471.6 628 10%

Iceland 421.2 575 30%

Japan 535.2 536 0.1%

El Salvador 204.2 204 14%

Kenya 128.8 167 11.2%

Costa Rica 162.5 166 14%

Nicaragua 87.4 88 10%

Russia 79 82

Turkey 38 82

Papua-New Guinea

56 56

Guatemala 53 52

Portugal 23 29

China 27.8 24

France 14.7 16

Ethiopia 7.3 7.3

Germany 8.4 6.6

Austria 1.1 1.4

Australia 0.2 1.1

Thailand 0.3 0.3

TOTAL 9,731.9 10,709.7

Mxico es actualmente el nico pas latinoamericano y el tercero a nivel mundial en la produccin de energa geotrmica con una capacidad instalada de 959,9 MW, esto representa el 3,24% del total de energa generada por el pas, Mxico adems posee la ms grande planta de energa geotrmica en el mundo, la Planta de Energa Geotrmica Cerro Prieto.

Tendencia

Existe otro tipo de energa geotrmica en la cual se usa el calor generado por magma o roca fundida que genera energa geotrmica a muy altas temperaturas pero con la tecnologa existente aun es inviable econmicamente, sin embargo pases como Australia, suiza, Francia y Alemania tienen programas en los que estn desarrollando este tipo de proyectos.


Colombia podra generar posible energa geotrmica en el 2013

Sera la primera vez que en Colombia se utilice este tipo de fuente para generar electricidad. Actualmente, Isagen adelanta estudios de factibilidad en el rea de influencia del volcn Nevado del Ruiz. El proyecto, en principio, tiene un costo de 190 millones de dlares e incluye la realizacin de los estudios de factibilidad tcnica, ambiental y financiera, perforaciones exploratorias, perforacin de pozos de produccin, adecuacin de infraestructura para accesos, conexin al sistema de transmisin nacional, suministro de los equipos, construccin de la planta y puesta en operacin comercial. "Durante 2010 y 2011 se realizarn estudios complementarios de geologa, geofsica y gradiente trmico, por un valor de 2,65 millones de dlares, con el objeto de caracterizar, de manera ms

detallada, los sitios seleccionados en la etapa de factibilidad bsica para la generacin de energa elctrica basada en la geotermia7.

ENERGA DE BIOMASA

FUNCIONAMIENTO

La energa de la biomasa proviene de la energa que almacenan los seres vivos. Es tambin, toda sustancia orgnica renovable de origen tanto animal como vegetal.

En primer lugar, los vegetales al realizar la fotosntesis, utilizan la energa del sol para formar sustancias orgnicas. Despus los animales incorporan y transforman esa energa al alimentarse de las plantas. Los productos de dicha transformacin, que se consideran residuos, pueden ser utilizados como recurso energtico.

Desde principios de la historia de la humanidad, la biomasa ha sido una fuente energtica esencial para el hombre. Con la llegada de los combustibles fsiles, este recurso energtico perdi importancia en el mundo industrial. En la actualidad los principales usos que tiene son domsticos.

Existen diferentes mtodos que transforman la biomasa en energa aprovechable. Los procesos ms usados en la transformacin energtica son los termoqumicos y los biolgicos.

Mtodos Termoqumicos

Estos mtodos se basan en la utilizacin del calor como fuente de transformacin de la biomasa. Estn muy desarrollados para la biomasa seca, sobre todo para la paja y la madera. Se utilizan los procesos de:

Combustin

Es la oxidacin de la biomasa por el oxgeno del aire, en esta reaccin se libera agua y gas carbnico, y puede ser utilizado para la calefaccin domstica y para la produccin de calor industrial.

Pirlisis

Se trata de una combustin incompleta a alta temperatura (~500C) de la biomasa en condiciones anaerobias. Se utiliza desde hace mucho tiempo para producir carbn vegetal. Este mtodo libera tambin un gas pobre, mezcla de monxido (CO) y dixido de carbono (CO2), de hidrgeno (H2) y de hidrocarburos ligeros. Este gas, de poco poder calrico, puede servir para accionar motores diesel, para producir electricidad, o para mover vehculos. Una variante de la pirlisis, es la pirlisis flash. Esta se realiza a una temperatura mayor, alrededor de 1.000 C, y tiene la ventaja de asegurar una gasificacin casi total de la

7 Fuente: Isagen DGAR A. NEZ BASTIDAS/ Redactor

biomasa. Se optimiza de esta forma el "gas pobre". Las instalaciones en la que se realizan la pirlisis y la gasificacin de la biomasa se llaman gasgenos. El gas pobre producido puede utilizarse directamente o puede servir como base para la sntesis de metanol, el cual podra sustituir a las gasolinas para la alimentacin de los motores de explosin (carburol).

La gasificacin tiene ventajas con respecto a la biomasa original:

- El gas producido es ms verstil y se puede usar para los mismos

propsitos que el gas natural.

- Puede quemarse para producir calor y vapor y puede alimentar motores

de combustin interna y turbinas de gas para generar electricidad.

- produce un combustible relativamente libre de impurezas y causa

menores problemas de contaminacin al quemarse.

Mtodos Biolgicos.

Se trata de una fermentacin alcohlica que transforma la biomasa en etanol (biocombustible). Este alcohol se produce por la fermentacin de azcares

Otro mtodo biolgico es la fermentacin metnica, que es la digestin anaerobia de la biomasa por bacterias. Se suele utilizar para la transformacin de la biomasa hmeda. En los fermentadores, o digestores. La celulosa es la sustancia que se degrada en un gas, el cual contiene alrededor de 60% de metano y 40% de gas carbnico. Para este proceso se requiere una temperatura entre 30-35 C. Estos digestores por su gran autonoma presentan una opcin favorable para las explotaciones de ganadera intensiva.

Aplicaciones

La gran variedad de biomasas existentes unida al desarrollo de distintas tecnologas de transformacin de sta en energa (Combustin directa, Pirlisis, Gasificacin, Fermentacin, Digestin anaerbica,...) permiten plantear una gran cantidad de posibles aplicaciones entre las que destacan la produccin de energa trmica, electricidad.

(Miliarium Aureum 2004, pg.1)

Tipos de energa que pueden ser extrados de la Biomasa


Distribucin energtica a nivel mundial, (Serbio Rigo 2007, pg.1)

En Europa, Francia es el pas que mayor cantidad de biomasa consume (ms de 9 millones de toneladas equivalentes de petrleo -TEP-) seguido de Suecia.

Los factores que condicionan el consumo de biomasa en algunos pases son:

- Factores geogrficos: Debido a las condiciones climticas de la

regin, las cuales indicarn las necesidades de calor que requiera cada

zona, y las cuales podrn ser cubiertas con biomasa.

- Factores energticos: Por la rentabilidad o no de la biomasa como

recurso energtico. Esto depender de los precios y del mercado

energtico en cada momento.

Disponibilidad del recurso: Este es el factor que hay que estudiar en primer lugar para determinar el acceso y la temporalidad del recurso.

Aunque en Colombia se trabaja cada da ms en la instalacin de plantas para el tratamiento o conversin de Biomasa en energa, n estamos lejos de alcanzar el nivel de Francia o Alemania, pases lderes de la Comunidad Europea, los cuales sobrepasan los seis millones de hogares que utilizan la madera como fuente de calor, o de Dinamarca, donde una planta quema 28.000 toneladas anuales de paja para producir 13 Mw. de electricidad. En Brasil unos 2.000.000 de vehculos funcionan con alcohol casi puro, obtenido del cultivo de la caa de azcar, y 8.000.000 ms utilizan una mezcla de gasolina y alcohol.

Uno de los ejemplos ms destacados en el campo de la tecnologa de las fuentes de energa renovables es el caso de la obtencin de alcohol industrial por fermentacin en Brasil. En 1976, el gobierno brasileo decidi dejar de ser el mayor importador de petrleo entre los pases en desarrollo, y se embarc en un programa para la produccin masiva de etanol, a partir de melazas de caa de azcar o de la pulpa de mandioca, para ser utilizado como combustible. Gran parte del etanol se mezcla con gasolina, y constituye el 20 % del combustible que utilizan los automviles, con el consiguiente ahorro de energa fsil (gasolina).

Es poco probable que el combustible de biomasa sea factible en muchos pases occidentales pequeos y densamente poblados. Pero en Brasil, las vastas extensiones de terreno, la elevada productividad agrcola y los altos niveles de precipitaciones y sol, hacen que el proceso sea ideal.

Incluso los pases avanzados estn buscando medios para reducir su dependencia de los combustibles fsiles y organizando proyectos de biomasa tendentes a satisfacer una parte de sus necesidades energticas. Suecia obtiene ya un 10 % de su energa de desechos forestales y agrcolas, y Finlandia, el 14 %. En el Reino Unido existen proyectos para producir alcohol en fermentadores en proceso continuo, que son lo suficientemente rpidos y el alcohol lo bastante concentrado como para poder competir con la gasolina como combustible para el transporte.

EE.UU. tiene instalados ms de 9.000 MW para generacin de energa elctrica, obtiene el 4% de la energa que necesita de esta fuente. La Unin Europea tiene un potencial econmico en biomasa del orden de 100 Mtep (Millones de Toneladas Equivalentes de Petrleo), aproximadamente el 10% de sus necesidades, su potencial tcnico es del orden de 306 Mtep.

Aunque en algunos casos, la energa por Biomasa puede generar residuos an ms contaminantes que los de muchos combustibles slidos (caso de Aceites de Palma como combustibles), la tendencia a nivel mundial es incrementar el consumo de combustibles vegetales, reduciendo as el uso de combustibles fsiles.

Inversin anual mundial en nueva capacidad de generacin de energas renovables en miles de millones de dlares. Fuente: Renewables 2010, Global Status Report, REN 21.

Variacin de la capacidad de generacin de energa. Fuente: Wind in Power, European Statistics 2009, European Wind Energy Association, EWEA.


Uno de los productos que ms desarrollo y apoyo para su generacin a partir de biomasa en el pas, es el Etanol. Desde el ao 2002 se ha incrementado la inversin pasando de 25 millones de litros en dicho ao a 65 millones en 2006 y 107 millones de litros en 2010. A continuacin vemos una proyeccin de la generacin de ste combustible a partir de palma hasta 2010.

Fuente: Hart Energy

Como se puede observar, la tendencia en el pas es incrementar la generacin de energas a partir de biomasa.

(American Coalition for Ethanol 2011, pg.1)

Comparando los datos de Colombia con los del resto del mundo en el ao 2006, vemos que mientras en el mundo se generan alrededor de 5 mil millones de litros de etanol a partir de Biomasa, en Colombia solo se generaban 65 millones de litros, lo que corresponde a tan solo el 1.3%.

Participacin de Colombia, como generador de Etanol a nivel mundial.

Bibliografa:

American Coalition for Ethanol, 2011. American Coalition for Ethanol: Home. American Coalition for Ethanol: Home. Available at: http://www.ethanol.org/index.php?id=7&parentid=7 [Accedido Mayo 23, 2011].

Miliarium Aureum, 2004. Biomasa. Biomasa. Available at: http://www.miliarium.com/monografias/energia/E_Renovables/Biomasa/Biomasa.asp [Accedido Mayo 23, 2011].

Serbio Rigo, 2007. Biomasa. Biomasa. Available at: http://html.rincondelvago.com/biomasa.html [Accedido Mayo 23, 2011].

1,30%

98,70%

Colombia

Resto del mundo

Alemania23%

EE.UU40%

Espaa14%

Rep. Checa3%

India3%

Korea5%

Italia3%

Suecia 3%

Japn6%

Nacionalidad InventoresEnergas Alternativas

(Solar, Elica, Geotermica, Biomasa)

ANLISIS DE PATENTES

Fig. 1 Porcentaje de participacin de Inventores segn Nacionalidad.

AGENCIA AUTOR NACIONALIDAD IDIOMA PATENTE 1997 2007 2008 2009 2010 2011

EPO Aloys Wobben Alemania English 1

EPO OHTA TOSHIAKI Japn English 1

USPTO Aloys Wobben Alemania English 1

EPO KOH, HONG SEOW Japn English 1

WIPO HUEMER HERBERT Alemania German 1

WIPO STROLKA-ECHOLS JOHANNA Alemania German 1

EPO Jose Miguel Garcia Sayes Espaa Spanish 1

EPO Jos Ignacio Llorente Gonzlez Espaa English 1

EPO BACON NICHOLAS RICHARD EE.UU English 1

EPO WICKSTROM ANDERS Suecia English 1

EPO ARENDT CORY P EE.UU English 1

WIPO COBOS DE LA FUENTE,ALFONSO Espaa Spanish 1

WIPO COBOS DE LA FUENTE,ALFONSO Espaa Spanish 1

USPTO Bonnet; Laurent Alemania English 1

USPTO Boone; Daniel EE.UU English 1

USPTO Longtin; Randy S. EE.UU English 1

PATENTADOS (ES) CUMPLIDO MATESANZ,FCO. JAVIER Espaa Spanish 1

EPO Matthews; Hugh B. EE.UU Spanish 1

WIPO KAMINSKY, Robert, D EE.UU English 1

WIPO NORMANN, Randy A.; EE.UU English 1

WIPO WATTERS, Larry EE.UU English 1

WIPO CHORDIA, Lalit EE.UU English 1

WIPO SAAR, Martin O EE.UU English 1

WIPO GUTH, David EE.UU English 1

WIPO KIM, TAE WOONG KOREA English 1

EPO ELLIOTT GERALD EE.UU English 1

EPO SALVINI MAURO Italia English 1

EPO WHEELER M CLAYTON EE.UU English 1

EPO

MUKUNDA HANASOGE

SURYANARAYANA AVADHANY India English 1

EPO KIM KYO UNG Corea del Sur English 1

EPO STEVANOVIC DRAGAN Alemania English 1

EPO HAAS GERNOT VON Alemania English 1

EPO WIMMER FRANZ Alemania English 1

1EE.UU English

1EnglishOrsak Radek Republica ChecaEPO

EPO PTACEK MILAN

El desarrollo de las Energas No convencionales (Energas Alternativas) a nivel internacional, ha tenido su desarrollo a raz de algunas crisis como la petrolera que han generado incertidumbre por la dependencia significativa de algunos pases por los recursos petroleros como fuente de energa.

Ahora bien, analizando el estado actual de las energas a Nivel Mundial, podemos evidenciar una disminucin significativa de las fuentes de energa Convencionales, a dems de una concientizacin mundial del agotamiento de estos recursos que se est afrontando actualmente; las grandes potencias mundiales, a raz de la presin que existe actualmente con respecto a los recursos energticos, han tomado la iniciativa de desarrollar e innovar en lo referente a este sector. Es por esta razn, que se ha impulsado la actividad de patentes en este campo con un enfoque ms pronunciado en energa solar (energa termal y fotoenerga), energa elica, energa biomasa y Geotrmica.

Actualmente, el liderazgo de patentes en el sector de la Energa Solar lo ostentan Alemania y Japn; as mismo, Estados Unidos presenta el mayor desarrollo de patentes en lo referente a Energa Elica y Geotrmica; y finalmente Alemania y Estados Unidos se presentan como importantes innovadores en el sector de la Energa Biomasa.

Cabe resaltar que pases como Espaa, Suecia, Corea, India, Italia, entre otros han aportado significativamente en el desarrollo de energas alternativas.

Los ltimos cinco aos, y con un poco mas de actividad en los aos 2010 y 2011, ha sido notorio el crecimiento y desarrollo que ha presentado esta rea; podemos decir que este impulso ha sido provocado por el agotamiento y repercusiones que se han tenido por el uso de las energas Convencionales y por la necesidad del ser humano de buscar energas alternativas que mitiguen el impacto ambiental que han causado y que contribuyan a la recuperacin y reparacin de lo que se le ha quitado al planeta.

No podemos revertir el dao causado, pero si podemos contribuir a cambiar los hbitos y formas de obtencin de energa; el desarrollo e innovaciones en el rea de las Energas Alternativas dan cuenta de ello.

AUDITORIA TECNOLGICA

Se realiz un anlisis de auditora tecnolgica con el fin de determinar la situacin competitiva de Colombia a nivel mundial en relacin a las tecnologas de produccin de energas alternativas.

Para ello se us una matriz tridimensional que permite establecer la posicin tecnolgica competitiva en cuanto a las diferentes tecnologas de energa alternativa, en comparacin con el ciclo de vida o nivel de madurez de cada una de estas energas y por ltimo una variable cuantitativa que consiste en la capacidad productiva en MW instalada en Colombia, como indicador de la inversin nacional actual en dicha tecnologa.

La investigacin arroj que el ciclo de vida de las tecnologas de generacin de energas alternativas puede describirse as:

Energa Elica: Se considera que esta tecnologa a nivel mundial ha alcanzado un alto grado de madurez sin llegar an a entrar en declive, dado que aun no se explota una proporcin considerable de la capacidad potencial. Sin embargo la investigacin en esta tecnologa ha llegado a un punto estable. Por esto se clasifica como una tecnologa madura.8

Como ya hemos visto, la produccin colombiana de energa elica es de apenas 20 MW. Lo que posiciona a Colombia en una posicin dbil competitivamente hablando.

Energa por Biomasa: La tecnologa de biomasa ha logrado un lugar de gran importancia como energa alternativa, sobre todo para uso como combustible en automviles. Sin embargo, aunque la produccin mundial de energa mediante esta tecnologa es la ms elevada en comparacin con las energas alternativas ac estudiadas, la investigacin an no alcanza un punto estable dadas las caractersticas de esta tecnologa, ya que an existe un gran campo de investigacin al respecto. Por esto se considera que la tecnologa se encuentra en una fase embrionaria, por lo que su futuro es bastante prometedor.9

Segn los datos recolectados, actualmente Colombia posee instalada una capacidad de produccin de 35 MW por medio de biomasa. Esto evidentemente coloca a Colombia en una posicin dbil en competitividad global.

Energa Geotrmica: La energa geotrmica es a nivel mundial una energa que se limita a ciertas regiones que poseen caractersticas particulares (regiones volcnicas por ejemplo) que permiten la explotacin del calor subterrneo. Por esto, la produccin es bastante limitada. Sin embargo, en cuanto a su ciclo de vida, la tecnologa geotrmica ya ha alcanzado un grado de madurez en el cual la investigacin se estabiliz. Por esto se considera que esta tecnologa est en una fase Madura ya muy cerca al declive.10

8 http://www.acciona.es/sostenibilidad/cambio-clim%C3%A1tico-y-ecoeficiencia/energ%C3%ADas-renovables/energ%C3%ADa-e%C3%B3lica 9 http://www.laondadigital.com/laonda/laonda/301-400/394/B3.htm 10 www.revista.unam.mx/vol.11/num10/art95/art95.pdf

En Colombia an no existe capacidad instalada de produccin de energa Geotrmica.

Energa Solar: Esta tecnologa fue una de las primeras alternativas estudiadas, sin embargo continua en crecimiento y an no ha alcanzado un estado de madurez. Existe un sinfn de utilidades ya desarrolladas para aprovechar la energa solar, e incluso es esta la mxima fuente que permite el funcionamiento de satlites, telescopios y estaciones espaciales. Aun no es convencional su uso, y la investigacin contina creciendo, por esto esta tecnologa se clasifica dentro de la fase de crecimiento.11

En Colombia esta tecnologa no est muy desarrollada. Se posee apenas una capacidad instalada de 1 MW lo que hace que el pas sea dbil en cuanto a competitividad mundial.

Lo que nos permite la construccin de la siguiente matriz:

De la matriz puede deducirse que:

El pas se encuentra en una posicin dbil en competitividad tecnolgica en cuanto a todas las tecnologas. Esto se debe a que el gobierno no se ha preocupado por a investigacin y el desarrollo de energas alternativas. Durante el mandato de Ernesto Samper en el ao de 1998 fue liquidado el nico ente gubernamental adscrito al ministerio de Minas y Energas que se dedicaba a la investigacin de estas energas, el Instituto de Ciencias Nucleares y Energas Alternativas. Por lo que el pas debe destinar recursos a la investigacin seria en este aspecto.

El mayor potencial se encuentra en la energa mediante Biomasa, ya que es la de mayor produccin en el pas, encontrndose apenas en etapa

11 http://www.madrimasd.org/blogs/energiasalternativas/2008/06/16/94737

Energa MW en Colombia

1 Elica 20

2 Biomasa 35

3 Geotrmica 0

4 Solar 1

Embrionaria En crecimiento Madura En declive

Posicin Tecnolgica Competitiva

Grado de Madurez de la Tecnologa (Ciclo de vida)

Dominante

Fuerte

Favorable

Dbil

Sostenible

12 1

4 3

embrionaria. Esto significa que existe mucho potencial en esta tecnologa.

En la energa Geotrmica al parecer, no es conveniente hacer inversin alguna dado que esta tecnologa a nivel mundial est a punto de entrar en declive, y Colombia no posee ningn MW de capacidad instalada an. Incluso teniendo en cuenta que Colombia posee varias zonas aptas para la explotacin de este tipo de energa no se recomienda incursionar en esta.

En cuanto a la energa solar y la energa elica, Colombia posee caractersticas privilegiadas por su ubicacin geogrfica. Es conveniente incrementar la inversin en estas tecnologas que estn entrando en etapa de madurez, y en los que se poseen ventajas competitivas potenciales.

TECHNOLOGY ROAD MAPPING- TRM

DIMENSIONES DEL FUNCIONAMIENTO

Los combustibles fsiles han sido la fuente de energa empleada durante la revolucin industrial, pero en la actualidad presentan fundamentalmente dos problemas: por un lado son recursos finitos, y se prev el agotamiento de las reservas especialmente de petrleo en plazos ms o menos cercanos, en funcin de los distintos estudios publicados. Por otra parte, la quema de estos combustibles libera a la atmsfera grandes cantidades de CO2, que ha sido acusado de ser la causa principal del calentamiento global. Por estos motivos, se estudian distintas opciones para sustituir la quema de combustibles fsiles por otras fuentes de energa carentes de estos problemas.

Una energa alternativa, o ms precisamente una fuente de energa alternativa es aquella que puede suplir a las energas o fuentes energticas actuales, ya sea por su menor efecto contaminante, o fundamentalmente por su posibilidad de renovacin.

El consumo de energa es uno de los grandes medidores del progreso y bienestar de una sociedad. El concepto de "crisis energtica" aparece cuando las fuentes de energa de las que se abastece la sociedad se agotan. Un modelo econmico como el actual, cuyo funcionamiento depende de un continuo crecimiento, exige tambin una demanda igualmente creciente de energa. Puesto que las fuentes de energa fsil y nuclear son finitas, es inevitable que en un determinado momento la demanda no pueda ser abastecida y todo el sistema colapse, salvo que se descubran y desarrollen otros nuevos mtodos para obtener energa: stas seran las energas alternativas.

Las energias alternativas se basan en las siguientes premisas:

El uso de fuentes de energa renovable, ya que las fuentes fsiles

actualmente explotadas terminarn agotndose, segn los pronsticos

actuales, en el transcurso de este siglo XXI.

El uso de fuentes limpias, abandonando los procesos de combustin

convencionales y la fisin nuclear.

La explotacin extensiva de las fuentes de energa, proponindose como

alternativa el fomento del autoconsumo, que evite en la medida de lo

posible la construccin de grandes infraestructuras de generacin y

distribucin de energa elctrica.

La disminucin de la demanda energtica, mediante la mejora del

rendimiento de los dispositivos elctricos (electrodomsticos, lmparas,

etc.)

Reducir o eliminar el consumo energtico innecesario. No se trata slo de

consumir ms eficientemente, sino de consumir menos, es decir,

desarrollar una conciencia y una cultura del ahorro energtico y condena

del despilfarro.

La produccin de energas limpias, alternativas y renovables no es por tanto una cultura o un intento de mejorar el medio ambiente, sino una necesidad a la que el ser humano se va a ver abocado, independientemente de nuestra opinin, gustos o creencias.

JERARQUIZACIN

Las fuentes renovables de energa pueden dividirse en dos categoras: no contaminantes o limpias y contaminantes. Entre las primeras:

La llegada de masas de agua dulce a masas de agua salada: energa azul.

El viento: energa elica.

El calor de la Tierra: energa geotrmica.

Los ros y corrientes de agua dulce: energa hidrulica.

Los mares y ocanos: energa mareomotriz.

El Sol: energa solar.

Las olas: energa undimotriz.

MATRIZ DOFA

FORTALEZAS

Potencial considerable de energa elica, solar, PCHs y biomasa.

La elica y solar tienen complementariedad con la energa hidroelctrica y pueden aportar firmeza, en particular para la generacin elica en el SIN (Banco Mundial 2010). Ello implica un interesante potencial para diversificar las fuentes de generacin reduciendo la vulnerabilidad frente al Cambio Climtico manteniendo una baja huella de carbono.

Costos. Adicionalmente sus costos no dependen del valor del petrleo y permiten su instalacin en forma modular de acuerdo con las necesidades.

Datos Nacionales. existencia de relevamientos de datos sobre potencial de recursos energticos renovables en el pas. Mapas solarimtricos y elicos.

Tecnologas de Energas Renovables. Las tecnologas estn disponibles en el mercado, son tecnologas sostenibles y accesibles.

Institucionalidad (Mapa actual). Existe un marco institucional con todos los actores necesarios para llevar adelante un Programa de Energas Renovables. Adems, muchas de las instituciones poseen una red de gran alcance en el territorio nacional.

Autogestin de las Comunidades. La experiencia que tienen diversas organizaciones (i.a. las Organizaciones No Gubernamentales, las diversas Organizaciones campesinas, el Instituto de Bienestar Rural).

Responsabilidad Social y Capacidades Locales. Este tipo de proyectos involucra a los actores locales desde el mismo diseo de los sistemas elctricos, desde que se manejan como proyectos de diseo y ejecucin participativa.

DEBILIDADES

Costos de inversin y la poca firmeza de la energa como es el caso de la generacin elica y solar.

La falta de una regulacin que valore los aportes de la complementariedad de estas energas renovables no convencionales con la generacin hidroelctrica, aspecto crucial en el caso colombiano.

Formacin de Capital Humano - Educacin.

Polticas Pblicas.

Marco Regulatorio.

Diseo y gestin de Proyectos. Dificultades para el diseo de un proyecto viable; la dificultad se extiende a los otros aspectos del ciclo de vida de los proyectos, incluyendo la ejecucin y muy especialmente la evaluacin. Esta dificultad institucional se verifica tanto en el sector pblico como en el privado.

Financiamiento. No existen localmente mecanismos especficos para el financiamiento de proyectos de electrificacin con energas renovables, a no ser la financiacin que otorgan los proveedores del servicio o de equipos.

Investigacin y Desarrollo. Los participantes han identificado que existe escasa generacin y/o transferencias de tecnologas, lo cual es producto tambin de un escaso desarrollo tecnolgico.

OPORTUNIDADES

Mercado potencial.

Expectativa de reduccin de costos.

Cooperacin Internacional. Se refiere a que el tema de energas renovables, tanto del punto de vista de las tecnologas ambientalmente sustentables como del de tecnologas con un gran campo para la Investigacin y el Desarrollo (I&D), es un rea que viene siendo considerada como prioritaria en varios programas de cooperacin de organismos multilaterales de cooperacin.

Fortalecimiento Industrial. Nuevos nichos de mercado para productores nacionales. Existen desarrollos tecnolgicos que pueden ser realizados por empresas nacionales (bateras, algunos componentes de los paneles solares, conductores, etc.). Inclusive, en un sentido ms amplio del uso de las energas renovables.

Recursos Naturales. Se refiere a la disponibilidad de los recursos naturales (principalmente la radiacin solar) que se verifica en el territorio colombiano.

Desarrollo Local. Se vincula con el hecho de que mediante los proyectos de electrificacin se est colaborando con la creacin de condiciones favorables para la produccin y el bienestar de la comunidad beneficiada, reducindose as el xodo rural.

AMENAZAS

Una amenaza es la potencial reduccin de costos que se pueda dar en las tecnologas no convencionales de generacin a carbn, recurso abundante en el pas, que facilite su instalacin amigable con el medio ambiente con el consecuente impacto positivo en la generacin de empleo minero.

Credibilidad del Gobierno.

Calidad de productos. Se ha puntualizado la posibilidad de afectar negativamente un proyecto de introduccin de tecnologas de energas renovables por el uso de equipos de baja calidad ( efecto de publicidad negativa).

Riesgo Pas. Alta inseguridad jurdica, alta informalidad de los agentes econmicos, reglas poco claras en el manejo administrativo pblico, y reiteradamente se ha destacado la falta de un cuerpo legal completo, integrado, armnico y moderno.

Resistencia Cultural. La poblacin nacional posee escasa (en ciertos casos nula) informacin sobre las energas renovables, tampoco existe una tradicin sobre su uso Ni siquiera la biomasa (especialmente la lea), energtico de mayor uso en el medio rural, se ha manejado con el criterio de un energtico renovable. En relacin a la energa solar no existen antecedentes, a no ser la utilizacin emprica y directa para el secado de productos agrcolas (algodn, hojas de tabaco), sin el uso de ninguna tecnologa. En el caso de la energa elica se tiene alguna pero muy escasa- experiencia en los molinos de viento para bombeo de agua.

CONCEPTO DEL PRODUCTO

La energa alternativa representa un cambio que necesariamente tendr que producirse durante este siglo. Es importante resear que las energas alternativas siendo renovables, tambin se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, unas por la inmensa cantidad de energa que

contienen, y otras porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Es por ello por lo que surge el concepto del Desarrollo sostenible.

EVALUACION DEL IMPACTO

Todas las fuentes de energa producen algn grado de impacto ambiental. La energa geotrmica puede ser muy nociva si se arrastran metales pesados y gases de efecto invernadero a la superficie; la elica produce impacto visual en el paisaje, ruido de baja frecuencia, puede ser una trampa para aves. La hidrulica menos agresiva es la minihidrulica ya que las grandes presas provocan prdida de biodiversidad, generan metano por la materia vegetal no retirada, provocan pandemias como fiebre amarilla, dengue, equistosomiasis en particular en climas templados y climas clidos, inundan zonas con patrimonio cultural o paisajstico, generan el movimiento de poblaciones completas y aumentan la salinidad de los cauces fluviales. La energa solar se encuentra entre las menos agresivas salvo el debate generado por la electricidad fotovoltaica respecto a que se utiliza gran cantidad de energa para producir los paneles fotovolticos y tarda bastante tiempo en amortizarse esa cantidad de energa. La mareomotriz se ha discontinuado por los altsimos costos iniciales y el impacto ambiental que suponen. La energa de las olas junto con la energa de las corrientes marinas habitualmente tienen bajo impacto ambiental ya que usualmente se ubican en costas agrestes. La energa de la biomasa produce contaminacin durante la combustin por emisin de CO2 pero que es reabsorbida por el crecimiento de las plantas cultivadas y necesita tierras cultivables para su desarrollo, disminuyendo la cantidad de tierras cultivables disponibles para el consumo humano y para la ganadera, con un peligro de aumento del coste de los alimentos y aumentando la produccin de monocultivos.

ESTRATEGIA DEL PRODUCTO

Las fuentes de energa renovables son distintas a las de combustibles fsiles o centrales nucleares debido a su diversidad y abundancia. Se considera que el Sol abastecer estas fuentes de energa (radiacin solar, viento, lluvia, etc.) durante los prximos cuatro mil millones de aos. La primera ventaja de una cierta cantidad de fuentes de energa renovables es que no producen gases de efecto invernadero ni otras emisiones, contrariamente a lo que ocurre con los combustibles, sean fsiles o renovables. Algunas fuentes renovables no emiten dixido de carbono adicional, salvo los necesarios para su construccin y funcionamiento, y no presentan ningn riesgo suplementario, tales como el riesgo nuclear.

SOLUCIONES DE TECNOLOGIA

Las reas convenientes para la instalacin de grandes plantas de energa elica son, sin embargo, escasas por lo que se estn depositando grandes esperanzas en las centrales de energa elica que estn siendo establecidas en el mar. Alrededor del mundo, se estn instalando algunos parques elicos costeros,

como por ejemplo en Dinamarca, Suecia, Pases Bajos, Alemania e Inglaterra. El hecho de que la produccin de energa generada en el mar sea alrededor del 50% ms alta, se debe a que, entre otros factores, la superficie del agua casi no ofrece reas de friccin al viento. Sin embargo, desde el punto de vista tcnico, las plantas costeras son considerablemente ms costosas que las centrales elicas terrestres, debido a que tienen que hacer frente a altos oleajes, tormentas y hielo. Esto las hace alrededor de un 60 por ciento ms caras que los parques elicos terrestres. Adems, las estaciones costeras producen sonidos de baja frecuencia que podran llegar a ahuyentar a las aves, a los peces y a los mamferos marinos.

En un principio, la energa fotovoltaica era un tipo de tecnologa costosa, utilizada nicamente para aplicaciones especiales. Pero entonces la crisis del petrleo en 1973 y la catstrofe del reactor nuclear en Chernobyl en 1986, estimularon la bsqueda de recursos energticos nuevos y renovables. La transformacin de la luz solar en electricidad y calor se manifest como un verdadero furor, y finalmente se volvi accesible para el uso privado.

Actualmente se estn produciendo celdas solares delgadas. Son especialmente rentables debido a que slo es necesaria una mnima cantidad de silicio para fabricarlas. Las celdas son instaladas con vapor en materiales como el vidrio, por lo que pueden ser utilizadas, por ejemplo, en fachadas.

Existe otro tipo de energa geotrmica en la cual se usa el calor generado por magma o roca fundida que genera energa geotrmica a muy altas temperaturas pero con la tecnologa existente aun es inviable econmicamente, sin embargo pases como Australia, suiza, Francia y Alemania tienen programas en los que estn desarrollando este tipo de proyectos.

CAMINO A SEGUIR

Por su gran cantidad de ros, la electricidad en Colombia proviene principalmente de plantas hidroelctricas, y en segundo lugar los combustibles fsiles, cuyas reservas se estn agotando rpidamente. El pas tiene 28,1 megavatios de capacidad instalada en energa renovable (excluyendo a las centrales hidroelctricas), consistente principalmente en energa elica. El pas tiene varios recursos energticos an sin explorar como la energa solar, elica, y centrales mini hidrulicas. De acuerdo con un estudio por el Programa de asistencia para la administracin del Sector energtico del Banco Mundial, La sola explotacin suficiente de energa elica podra cubrir ms de lo que el pas necesita.

Costos de Inversin

Los costos de inversin para las tecnologas de energa renovable en Colombia estimadas para el 2005 son:

Fuente de Energa

Tecnologa Costo en dlares por Kilovatio (US$/kW)

Hidroelctricas Embalse (represa) 700-1,700

Energa solar Sistemas solares fotovoltaicos

5,000-10,000

Viento (en costas)

Generacin de electricidad

800-1,200 (a gran escala)

hasta 3,000 (pequea escala)

Bombas 1,500-4,000

Energa geotrmica

Generacin de Electricidad

3,000-5,000 (pequea escala)

1,500-2,500 (Gran Escala)

Biomasa Combustion directa 2,800-5,000

CONCLUCIONES

En general, dado el tamao actual del mercado colombiano existe un potencial reducido para la adaptacin tecnolgica de Energa renovable en el pas, el logro de reduccin de costos y la produccin local de equipos que a su vez impulse generacin de empleo.

Sin embargo con un adecuado sustento Colombia puede facilitar mayores implementaciones bajo nichos de mercado promisorios para las Energas Renovables y donde algunos sectores de la industria colombiana pueden tener afinidades que favorezcan la adaptacin tecnolgica, previa evaluacin de riesgos y oportunidades.

Las acciones de ciencia, tecnologa en innovacin favorecern el proceso de aprendizaje y adaptacin

taller de prospectiva

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