Cada día nos desborda una impresionante cantidad de información sobre la llamada "transición verde" , las llamadas "energías renovables" y sobre la necesidad de electrificar el consumo energético para reducir las famosas emisiones de CO 2 , la versión atea y posmoderna. del Maligno.
La estafa verde al descubierto
No sé ustedes pero a mí me dan tanto asco las falsedades difundidas por los medios tradicionales sobre la supuesta "emergencia climática" que he resuelto hacer una premisa cada vez que tengo que hablar de temas que, directa o indirectamente, pueden involucrar de diversas formas el clima del planeta: es decir, no existe evidencia científica de que un aumento de la concentración de CO 2 en la atmósfera provoque un aumento de la temperatura media global o cualquier otra modificación climática según una relación causa-efecto.
Del mismo modo, no existe evidencia científica de que una reducción de la concentración de CO 2 en la atmósfera corresponda a una reducción de la temperatura media global o cualquier otra modificación climática según la misma relación causa-efecto.
Quien diga lo contrario miente, sabiendo que miente y, afortunadamente, también la comunidad científica -la que lleva mayúscula- comienza a rebelarse contra el excesivo poder ideológico de esa pequeña minoría de "científicos" que durante cuarenta años han falsificado datos para apoyar subrepticiamente las más dispares tesis falsas sobre el tema del clima, apoyadas por finanzas especulativas internacionales a las que la llamada "agenda verde" les reporta beneficios alarmantes. Afortunadamente, la evolución real del clima y la profunda crisis económica en la que estamos inmersos finalmente están exponiendo la estafa "verde" en todo su peligroso potencial.
Cuestión de densidad
Una vez formulada esta premisa necesaria, dejemos de lado por un momento nuestra indignación civil y tratemos de comprender mejor otra pieza del rompecabezas energético: ¿cuáles son las densidades de energía disponibles y cuáles son las eficiencias de los distintos sistemas de generación de electricidad? En otras palabras, ¿qué abundancia de disponibilidad tenemos de una determinada fuente de energía y qué parte de ella se puede convertir en electricidad con las tecnologías actuales?
Así que procedamos en orden y echemos un vistazo a los principales sistemas de generación, empezando por las principales tecnologías "verdes" y terminando con las tan difamadas "fuentes fósiles". Sígueme en este excursus : Seré tu Virgilio , un poco anticuado, por supuesto, pero aún mejor que los otros divulgadores de Noantri que hacen furor en los medios. – ¡Te prometo que verás algunos hermosos!
Hidroeléctrico
La energía hidroeléctrica fue la primera fuente de fuerza motriz utilizada por el hombre. Los molinos de agua, por ejemplo, se encuentran entre las máquinas más antiguas que jamás hayan aparecido en la civilización occidental y la energía hidroeléctrica fue la primera fuente explotada para la producción de electricidad, mucho antes que el carbón y el petróleo. Italia puede presumir de algunas de las construcciones de centrales hidroeléctricas más atrevidas, así como, lamentablemente, del peor ejemplo vivo de los desastres que pueden cometerse en nombre del beneficio y la codicia: la presa de Vajont.
El funcionamiento de una central hidroeléctrica es bastante intuitivo: está compuesto por un depósito de recogida de agua -generalmente obtenida cerrando el curso natural de un río con una presa e inundando por tanto parte del valle en el que fluye- desde el cual, por Compuertas de regulación y una o varias compuertas , se hace caer por una caída determinada aguas abajo. La energía potencial gravitacional del agua se convierte así en energía cinética que impulsa la rotación de las turbinas a las que están conectados los generadores eléctricos.
Se trata claramente de una energía renovable : de hecho, el sol es el causante principal del ciclo perenne del agua que, al evaporarse y luego precipitarse nuevamente en forma de lluvia, repone el agua en el depósito colector, lista para ser utilizada nuevamente para producir más. electricidad.
La diferencia de altitud entre el depósito de recogida y el llamado "punto muerto inferior" donde se alojan las turbinas suele rondar los 300 metros. Por tanto, la densidad de energía disponible es muy baja, 0,82 kWh/m 3 . La eficiencia de una central hidroeléctrica viene dada por el producto de cuatro factores:
- eficiencia hidráulica;
- eficiencia volumétrica de la turbina;
- desempeño mecánico del grupo turbina-generador;
- Eficiencia eléctrica del generador.
En general, se sitúa entre el 50 y el 70 por ciento. Esto significa que la fracción de densidad de energía potencial gravitacional convertible en energía eléctrica está en el rango de 0,41 a 0,57 kWh/m 3 . A modo de ejemplo, la mayor cuenca hidroeléctrica italiana, situada en la provincia de Cuneo y con una capacidad de 42 millones de m 3 de agua, está asociada a una energía eléctrica máxima producible de aproximadamente 20,6 GWh, lo que corresponde aproximadamente a 34 minutos de electricidad italiana. consumo .
Una última consideración: la energía hidroeléctrica es la única, entre todas las energías renovables, en la que el fluido motriz puede ser regulado a voluntad por el hombre mediante la regulación de las compuertas de apertura y cierre de las compuertas, factor nada despreciable.
Energía eólica
Al igual que la energía hidroeléctrica, la energía eólica también es una antigua fuente de fuerza motriz: los molinos de viento eran a menudo la única alternativa a los molinos de agua, más fiables, donde no existían vías navegables explotables pero, por otro lado, había fuertes vientos. En Italia hay maravillosos ejemplos de molinos de viento en las salinas de Trapani que alguna vez se utilizaron para procesar la sal.
Sin embargo, como motor de producción de electricidad, la energía eólica apareció en escena mucho más tarde que la energía hidroeléctrica: de hecho, dejando de lado los dispositivos de eje vertical desarrollados alrededor de los años 1930, que hoy sólo sirven para hacer un poco de “greenwashing” ” dada su bajísima eficiencia, las primeras turbinas eólicas – ¡por favor no las llamen “ turbinas eólicas ”! – Los oficios de eje horizontal aparecieron en los años 70 del siglo pasado.
Desde entonces, se han dado pasos de gigante en términos de progreso tecnológico : hoy en día, las turbinas eólicas, contrariamente a la opinión generalizada, son una combinación de las mejores tecnologías de control industrial, mecánico, eléctrico y automático que pueden ofrecer. Por supuesto, estamos hablando de turbinas eólicas dignas de ese nombre, no de ese revoltijo de pequeñas máquinas de los años 80 a las que se les dio una mano de pintura y se hicieron pasar por "repotenciadas" , porque decir "tercera mano" parecía una lástima. ! – que han invadido salvajemente todas las áreas disponibles como consecuencia de la infame ley Renzi de 2014 sobre las llamadas “pequeñas turbinas eólicas” . No, tarde o temprano deberíamos tener el coraje de limpiar esas máquinas.
Lamentablemente, incluso en el caso de la energía eólica las densidades de energía disponibles son muy bajas . Por ejemplo, en sitios caracterizados por una velocidad media anual del viento de 5 m/s (18 km/h, nada común), por cada m 2 de superficie barrida por el rotor estamos hablando de 1.300 kWh/m 2 /año. disponibles, de los cuales, según la ley de Betz , el máximo aprovechable es el 59 por ciento, es decir, 767 kWh/m 2 /año. La eficiencia de un aerogenerador viene dada por el producto de tres factores:
- rendimiento aerodinámico de las palas;
- eficiencia de la transmisión mecánica;
- eficiencia eléctrica del generador/convertidor de frecuencia (este último sólo cuando esté presente).
Mientras que los dos últimos factores varían muy poco en función de la carga, el rendimiento aerodinámico de las palas, denominado "C p " , es un parámetro fuertemente ligado al tipo de perfil aerodinámico, a la relación entre la velocidad periférica de las puntas de las palas y la velocidad del viento y el tipo de estrategia de regulación adoptada. Para regímenes de baja velocidad del viento, normalmente hasta 11-12 m/s (40-43 km/h), el objetivo es extraer la mayor cantidad de energía posible y, por tanto, las palas se aprovechan a su máxima eficiencia aerodinámica (hasta al 45 por ciento) colocándolos en una posición perpendicular a la dirección del viento.
Sin embargo, para velocidades superiores a 11-12 m/s, el objetivo es mantener la potencia extraída del viento lo más constante posible e igual al valor nominal en la placa del aerogenerador. En efecto, un aumento de la velocidad del viento corresponde a un aumento de la potencia extraíble pero también a un aumento de las cargas sobre toda la estructura. Por lo tanto, se prefiere perder algo de potencia reduciendo la eficiencia aerodinámica del rotor (mediante la modulación del ángulo de paso de las palas) a cambio de mantener las tensiones mecánicas dentro de los límites de diseño.
El resultado de este complejo enfoque es que la eficiencia general promedio de una turbina eólica es paradójicamente menor cuanto mayor sea la velocidad promedio anual del viento y viceversa. De media, en los sitios italianos podemos decir que ronda el 30 por ciento. Esto significa que la fracción de densidad de energía eólica convertible en energía eléctrica es de aproximadamente 390 kWh/m 2 /año. A modo de ejemplo, el aerogenerador Vestas V172 (de 7,2 MW, diámetro del rotor de 172 metros, altura de la torre en 6 versiones de 114 a 199 metros) podrá producir una media de unos 9 GWh al año, lo que corresponde a 15 minutos de consumo proveedor italiano de electricidad.
fotovoltaica
La fotovoltaica, la única tecnología renovable completamente estática, nació con el descubrimiento en 1905 del efecto fotoeléctrico que le valió a Albert Einstein el Premio Nobel de Física en 1921. Se basa en la capacidad de algunos materiales de convertir parte de la energía luminosa incidente en energía eléctrica. Dejando de lado los detalles (si quieres, puedes saber más aquí ), la tecnología más consolidada en la actualidad es la basada en paneles de silicio monocristalino .
Incluso en el caso de la energía fotovoltaica, como ocurre con la hidroeléctrica y la eólica, la densidad energética disponible es muy baja . Al ser energía de la radiación solar, además de tener una evolución diurna, depende fuertemente de la latitud y la época del año, tanto en términos de potencia máxima como de energía total.
En términos medios, en Italia la radiación solar máxima en el cenit del solsticio de verano varía entre 1.000 y 1.100 W/m 2 según la latitud. En el cenit del solsticio de invierno, en cambio, se reduce al rango de 400 – 500 W/m 2 , también dependiendo de la latitud. En cambio, la energía solar anual disponible varía de 900 kWh/m 2 /año en las regiones del norte a 1.700 kWh/m 2 /año en el extremo sur de Italia. En términos medios, podemos suponer que vale 1.300 kWh/m 2 /año.
Al no tener partes móviles, el rendimiento de un sistema fotovoltaico depende sólo de dos factores:
- eficiencia de conversión fotoeléctrica;
- Eficiencia eléctrica del inversor de conexión a red.
Si bien el segundo factor es casi constante, la eficiencia de la conversión fotoeléctrica es extremadamente variable con la edad del panel y su temperatura de funcionamiento: en un nuevo panel de silicio monocristalino es aproximadamente del 18 al 22 por ciento. Sin embargo, el rendimiento se degrada bastante rápidamente con la edad, a un ritmo de alrededor del 1 por ciento/año; de modo que, después de 20 años -la vida media de un sistema fotovoltaico- alcanza el 80 por ciento de la eficiencia inicial, es decir, entre el 14 y el 17 por ciento.
Además, la eficiencia también depende en gran medida de la temperatura de funcionamiento , reduciéndose en un 0,5 por ciento/°C para temperaturas superiores a 25°C. Por poner un ejemplo, un nuevo panel fotovoltaico que funcione en verano a una temperatura de funcionamiento de 60 °C tendrá una eficiencia reducida un 17,5 por ciento respecto al valor en frío, es decir, en términos absolutos, en el rango 14,8-18. por ciento.
Todo esto significa que, en una media de veinte años, la eficiencia global del sistema fotovoltaico no supera el 15 por ciento . Esto significa que la fracción de densidad de energía solar que se puede convertir en energía eléctrica es de aproximadamente 195 kWh/m 2 /año.
A modo de ejemplo, la mayor instalación fotovoltaica italiana situada en la provincia de Foggia, un monstruo de 45 hectáreas, podrá producir una media de 87,75 GWh al año, lo que corresponde a 2 horas y 24 minutos de consumo eléctrico italiano .
fuentes fósiles
A diferencia de las fuentes renovables, las fuentes fósiles se caracterizan por tener densidades energéticas muy altas . Están formados por hidrocarburos, cadenas complejas de compuestos orgánicos basadas en hidrógeno y carbono. Para que estos últimos se unan y formen las largas cadenas de moléculas de hidrocarburos, se requieren temperaturas, presiones y energía considerables, parte de la cual se almacena en forma de enlaces electroquímicos y se devuelve posteriormente cuando se queman.
Los hidrocarburos se formaron en la naturaleza a lo largo de eras geológicas durante períodos de tiempo muy largos, del orden de millones de años, durante los cuales, tras las convulsiones de la corteza terrestre en épocas remotas, se encontraron enormes cantidades de sustancias orgánicas animales y vegetales. enterrados bajo gruesas capas de roca, sometidos a presiones muy fuertes debido al peso de las capas superiores y al calor de las capas profundas del manto. Los hidrocarburos capturaron así una fracción muy pequeña de esas terribles condiciones ambientales almacenándola, precisamente, en sus enlaces electroquímicos.
Los principales combustibles fósiles utilizados para la producción de electricidad son el carbón, el gas y el combustóleo.
Carbón
El carbón es un combustible fósil formado por una roca sedimentaria de color negro o marrón oscuro. Su formación se remonta a hace unos 345 millones de años, cuando un clima cálido y húmedo y una alta concentración de CO 2 favorecieron el crecimiento de árboles gigantes (¡casualmente!) que, tras su muerte, se acumulaban en grandes extensiones de madera que no se degradado debido a la ausencia de hongos y bacterias específicas, que aún no estaban desarrolladas en ese momento. Al encontrarse luego cubiertas por otros sedimentos y sometidas a altas presiones en ausencia de oxígeno, estas bandas de madera dieron lugar, durante millones de años, a depósitos de carbón fósil .
El carbón tiene una densidad energética disponible de aproximadamente 8,3 MWh/m 3 . Una central termoeléctrica alimentada con carbón con una caldera llamada "ultrasupercrítica" puede alcanzar eficiencias de hasta el 48 por ciento . Así, la fracción de densidad energética convertible en energía eléctrica es de 4 MWh/m 3 .
A modo de ejemplo, la mayor central de carbón italiana, la de Torrevaldaliga Nord (CV), tiene una potencia total de 3 x 660 = 1.980 MW y a plena capacidad puede quemar hasta 3 x 110 = 330 toneladas/h de carbón. Es capaz de producir hasta 17.340 GWh al año, lo que corresponde a 20 días de consumo eléctrico italiano .
Gas natural
El gas natural está formado por hidrocarburos gaseosos que se encuentran bajo tierra, de donde emergen de forma espontánea o se extraen mediante perforación. Está compuesto por un 85 por ciento de metano (CH 4 ) y el 15 por ciento restante de otros gases como etano, propano, butano, pentano, nitrógeno y sulfuro de hidrógeno. Su densidad energética es de aproximadamente 10,5 kWh/ m3 en condiciones estándar (temperatura 15 °C y presión 1.013,25 milibares).
Una central eléctrica de turbina de gas de ciclo combinado puede alcanzar eficiencias de hasta el 68 por ciento . Así, la fracción de densidad energética convertible en energía eléctrica es de 7,1 kWh/m 3 .
A modo de ejemplo, la mayor central italiana de ciclo combinado con turbinas de gas , la Edison de Porto Marghera (VE), tiene una potencia de 780 MW y a plena capacidad puede quemar hasta 110.000 m 3 /h de gas natural. Es capaz de producir hasta 6.832 GWh al año, lo que corresponde a 8 días de consumo eléctrico italiano .
Quemando aceite
El fueloil pertenece a la categoría de destilados pesados que se obtienen a partir del petróleo y es un producto del petróleo que está en desuso para la producción de electricidad. Se utiliza principalmente para alimentar las calderas de las centrales termoeléctricas de carbón durante el transitorio de encendido (que puede durar hasta 72 horas).
Cogeneración
Junto a la producción de electricidad, una de las ventajas que representan las centrales termoeléctricas de combustibles fósiles es la posibilidad de utilizar el calor residual de la combustión para usos domésticos de calefacción urbana . En este caso, la eficiencia global del sistema viene dada por la suma de la eficiencia de la producción de electricidad y la eficiencia de la calefacción urbana.
Los sistemas de calefacción urbana más eficientes pueden recuperar hasta el 60 por ciento del calor producido por la combustión para generar electricidad. Así, por ejemplo, en el caso anterior de la central eléctrica de turbina de gas de ciclo combinado, el sistema de calefacción urbana recuperaría el 60 por ciento del 32 por ciento del calor residual, correspondiente al 19,2 por ciento, de modo que la eficiencia global de la cogeneración sería: 68 por ciento (eléctrico) + 19,2 por ciento (térmico) = 87,2 por ciento.
Comparación despiadada
Del panorama que hemos dado de las principales fuentes de producción de electricidad, se desprende ahora claramente que las tecnologías llamadas "renovables" se enfrentan a un doble conjunto de problemas : densidades de energía disponibles muy bajas y baja eficiencia de conversión.
Ambos factores significan que, con las mismas necesidades energéticas y dejando de lado por un momento el enorme problema de la intermitencia de las fuentes renovables, la extensión física de las plantas de energía renovable es al menos dos órdenes de magnitud mayor que la de la energía fósil. La comparación es despiadada.
Por ejemplo, para producir la misma energía anual que la central de Torrevaldáliga Nord –de 70 hectáreas– sería necesario:
- 9.000 hectáreas de terreno completamente ocupadas por paneles fotovoltaicos, o
- 1.950 aerogeneradores Vestas V174 dispuestos a una distancia mínima entre sí de no menos de 5 diámetros de rotor (870 m, valor derivado de buenas prácticas de ingeniería), que se repartirían en una superficie de 90.000 hectáreas , ocupando físicamente 500 de ellas , o
- una mezcla de los dos primeros.
ilusión verde
La ilusión de la "agenda verde" -que está resultando ser un farol colosal- es la de pretender obligar a la humanidad a pasar de un modelo tradicional de producción energética " intensiva en energía" , el de los combustibles fósiles, a un modelo " material "intensivo" , el de las fuentes llamadas "renovables" .
Sin embargo, dado que las necesidades de materias primas van de la mano con la ampliación de las plantas, la experiencia de los últimos veinte años demuestra más allá de toda duda razonable que este segundo modelo de producción es insostenible precisamente por los órdenes de magnitud de estas necesidades.
El artículo Física contra la agenda verde: por qué las energías renovables son realmente insostenibles proviene de Nicola Porro .
Esta es una traducción automática de una publicación publicada en Atlantico Quotidiano en la URL https://www.nicolaporro.it/atlanticoquotidiano/quotidiano/aq-economia/la-fisica-contro-lagenda-green-perche-le-rinnovabili-sono-le-vere-insostenibili/ el Mon, 12 Feb 2024 04:57:00 +0000.