Energías alternativas vs combustibles fósiles: El debate del futuro energético

Introducción

La competencia entre energías alternativas y combustibles fósiles ha alcanzado un punto crucial en el panorama energético mundial. Con las energías renovables aprovechando fuentes naturales inagotables y los combustibles fósiles enfrentando limitaciones y consecuencias ambientales, la transición hacia un suministro de energía sostenible es imprescindible.

En un contexto donde el cambio climático y la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero son prioridades, el debate sobre el futuro energético adquiere una importancia inigualable. Examinar el impacto de las energías renovables frente a los combustibles fósiles es esencial para entender cómo estas alternativas pueden desempeñar un papel relevante en el logro de un sistema energético más limpio y sostenible.

¿Qué son las energías alternativas?

Son las energías que provienen de una fuente distinta de los combustibles fósiles como el petróleo, carbón y los gases¹. Como lo indica su nombre, funcionan como “alternativa” a los combustibles que han sido implementados desde la revolución industrial.

También se les conoce como “energías renovables”, ya que provienen de fuentes naturales que se reponen a un ritmo muy rápido y de forma constante. Algunos ejemplos de estas fuentes son la luz solar y el viento, que además de ser abundantes, están presentes a nuestro alrededor (ver figura 1). Es importante señalar que, aunque la energía nuclear se considera alternativa, no es renovable, ya que utiliza uranio, un recurso finito.

Este tipo de energía cuenta con dos grandes atractivos, uno de ellos, es su disponibilidad constante, puesto a que se utilizan recursos infinitos en su mayoría. Su otro atractivo es que la generación de energía por medio de alguna de estas fuentes no genera altas emisiones de gases de invernadero, lo que beneficia en gran medida al medio ambiente.

Tipos de energía alternativa

• Energía eólica: Es una de las fuentes de energía más limpias y accesibles del portafolio energético alternativo. Es el tipo de energía que se produce mediante la utilización del viento, para generar electricidad. Los aerogeneradores son los equipos empleados para aprovechar la fuerza cinética del viento y producir energía eléctrica, estos pueden ser situados en tierra o en el mar².   
• Energía solar: Es el recurso energético que se puede encontrar con mayor abundancia, su proceso de conversión en electricidad es mediante tecnologías solares como paneles fotovoltaicos o espejos concentradores. Entre sus beneficios está su aprovechamiento incluso en días nublados y la generación ofrece calor, refrigeración, iluminación y combustibles para diferentes aplicaciones².
• Energía hidráulica: Aprovecha el desplazamiento del agua de mayor a menor altura para generar electricidad. Se produce en embalses y ríos, utilizando el agua almacenada o el caudal disponible. Los embalses hidroeléctricos tienen múltiples usos, como suministro de agua, control de inundaciones y generación de energía. Aunque es la principal fuente de energía renovable, depende de regímenes de precipitaciones estables y puede ser afectada por sequías o cambios en los ecosistemas.
• Energía geotérmica: Aprovecha el calor del interior de la Tierra², extraído de yacimientos geotérmicos mediante pozos u otros medios. Al llegar a la superficie, los fluidos a diferentes temperaturas pueden usarse para generar electricidad. Esta tecnología utilizada para la generación eléctrica, lleva más de 100 años de funcionamiento, siendo realmente estable.
• Energía de biomasa: La “bioenergía” proviene de la biomasa, la cual se produce a través de diferentes materiales orgánicos como madera, carbón vegetal, estiércol y cultivos agrícolas². Comúnmente es utilizada para generar calor, electricidad y biocombustibles líquidos, por lo que se emplea principalmente en zonas. Los sistemas modernos incluyen cultivos, residuos agrícolas y orgánicos. Aunque genera emisiones de gases de efecto invernadero, tiene niveles inferiores en comparación con combustibles fósiles.
• Energía nuclear: Se obtiene a partir de la fisión del núcleo atómico, una reacción donde este se divide para liberar energía. Es un proceso que se desarrolla en una central eléctrica, donde se emplean barras de material nuclear para regular la cantidad de electricidad generada. De esta manera, se controla la velocidad de la reacción en cadena. Actualmente, el debate sobre si la energía nuclear es renovable sigue siendo constante.
• Gas hidrógeno: Es un combustible alternativo con un gran potencial debido a su abundancia, llegando a aportar aproximadamente el 75% de la masa del universo³. Aunque actualmente se produce mayormente a partir de combustibles fósiles, existe una versión sostenible que lleva por nombre “biohidrógeno”. Dicha versión se produce por medio de un electrolizador, que separa el hidrógeno de las moléculas de agua, generando hidrógeno sin emisiones nocivas.

¿Qué son los combustibles fósiles?

Son aquellas fuentes de energía que se originan a lo largo de millones de años mediante la descomposición de materia orgánica. Actualmente, siguen siendo los recursos predominantes del panorama energético, representando el 80% de la demanda global de energía primaria, según las Naciones Unidas.

Estos recursos no son renovables; al ser formados a partir de restos de plantas y animales, son limitados y eventualmente se extinguirán. A diferencia de las fuentes renovables, como la solar o eólica, no se reponen a través de procesos biológicos. Adicionalmente, su explotación también origina emisiones de gases de efecto invernadero (ver figura 2), impulsando la búsqueda de alternativas más sostenibles y renovables para el suministro de energético a nivel mundial.

Tipos de combustibles fósiles

• Petróleo: Conocido como el “oro negro”, es una mezcla de compuestos como gas de petróleo, gasóleo, parafina, gasolina y aceite lubricante. Se forma a partir de la descomposición de animales y plantas, cuyos restos se depositan en el fondo del mar. Con la compresión de sedimentos, y la influencia de altas temperaturas y presiones, estos restos se transforman en petróleo. Las refinerías realizan procesos de separación, conocidos como refinado del petróleo, para obtener sus componentes. Este recurso tiene diversos usos, desde combustibles para producir energía, hasta la fabricación de plásticos, lubricantes y otros productos industriales.
• Gas natural: Es un combustible fósil compuesto principalmente por metano, con cantidades menores de líquidos de gas natural (LGN) y gases no hidrocarburos como por ejemplo el dióxido de carbono y el vapor de agua. Clasificado como combustible fósil y recurso natural, suele encontrarse asociado al crudo en yacimientos a altas presiones. Entre sus usos está la generación eléctrica, calefacción y como combustible vehicular. Su forma asociada con líquidos ligeros, se llama “gas húmedo”, mientras que el no asociado, sin petróleo, es “gas seco”.
• Carbón: El carbón es una roca sedimentaria combustible que puede ser utilizada como fuente de energía por medio de su quema. Principalmente compuesto por carbono e hidrocarburos, libera energía a través de la combustión. Se trata de la principal fuente mundial de generación eléctrica y el recurso fósil más abundante en países como Estados Unidos. Debido a su formación a lo largo de millones de años a partir de restos orgánicos, el carbón se considera un recurso no renovable debido a su desarrollo prolongado y limitado suministro.

Impacto ambiental

Las energías alternativas desempeñan un papel crucial en la lucha contra los efectos del calentamiento global, contrarrestando fenómenos extremos y restaurando ecosistemas. Mediante la adopción de fuentes renovables, los países pueden adaptarse según sus recursos, ya sea viento, agua o sol, evitando dependencias externas y crisis energéticas.

Este cambio tiene un impacto positivo al reducir las emisiones contaminantes, contribuyendo a la mitigación del cambio climático⁴. A diferencia de las energías tradicionales, las renovables no generan gases de efecto invernadero, mejorando directamente la calidad del aire (ver figura 3) y la salud pública. Además, proporcionan acceso a energía limpia en áreas remotas, impulsando el desarrollo social y reduciendo desigualdades.

En el caso de los combustibles fósiles, su uso produce efectos que se despliegan en diversas formas, amenazando la estabilidad de nuestro ecosistema. La combustión de estos combustibles emite grandes cantidades de dióxido de carbono y gases de efecto invernadero, intensificando el calentamiento global y desencadenando cambios climáticos extremos, como desertificación, tormentas intensificadas y deshielo acelerado.

Además, los contaminantes atmosféricos liberados, como óxidos de nitrógeno y partículas finas, afectan la salud humana y contribuyen a la contaminación del aire. La extracción de combustibles fósiles también provoca derrames de petróleo, dañando la vida marina, y la destrucción de hábitats naturales, impactando la biodiversidad y la flora.

Sostenibilidad

La sostenibilidad de las energías alternativas es un aspecto fundamental para la mitigación del impacto ambiental y la garantía de suministros de energía limpia a largo plazo. La obtención de energía a partir de fuentes como el mar, el sol y el viento, que tienen un impacto ambiental mínimo, y poseen la capacidad de renovarse naturalmente, resulta indispensable para un futuro más limpio y sostenible. Aunque no todas las fuentes de energía alternativa son sostenibles, la distinción radica en su huella ambiental y viabilidad a largo plazo.

Por otro lado, los combustibles fósiles representan un desafío insuperable para la sostenibilidad, debido a su modo de obtención que requiere de millones de años de descomposición de materia orgánica, por lo que su agotamiento resulta inevitable, y los impactos ambientales negativos durante su extracción y combustión contradicen el principio fundamental de satisfacer necesidades sin comprometer el bienestar de las próximas generaciones. Su utilización continuada compromete la posibilidad de un suministro de energía sostenible y ambientalmente responsable a largo plazo.

Costos

La rentabilidad de las fuentes de energía alternativa a implementar en los esquemas energéticos siempre ha sido uno de los puntos clave a la hora de contemplar su posible adopción. Y es que, a pesar del gran atractivo de estas alternativas energéticas, su empleo puede llegar a representar diversos desafíos económicos.

Un claro ejemplo de esto es la dificultad detrás de la generación de energía por medio de hidrógeno, elemento que es considerado como el “gas del futuro”. Este, cuenta con excelentes propiedades y atributos para convertirse en un nuevo referente energético, sin embargo, su almacenamiento y transporte siguen siendo obstáculos por superar.

No obstante, existen casos como la energía eólica y solar, que con el paso del tiempo se han vuelto cada vez más accesibles, convirtiéndose en alternativas competitivas. Y con los constantes avances tecnológicos, podrían convertirse en las opciones principales para producir electricidad.

Aunque los combustibles fósiles sigan siendo utilizados en mayor cantidad por sus costos menores, es muy probable que su rentabilidad disminuya en un futuro. Como se trata de un recurso finito, a medida que sus reservas disminuyan, su precio aumentará hasta dejar de ser rentable. Además, existen costos indirectos que arrastra este modelo energético, como costos referentes al impacto en el medio ambiente y la salud pública.

Eficiencia

La eficiencia energética es un atributo que nos permite determinar aquellas fuentes que pueden desarrollar tareas y conseguir objetivos establecidos, con el menor uso de energía posible. Se trata de un concepto de suma relevancia ya que a través de fuentes energéticas eficientes se pueden conseguir beneficios como ahorros económicos, mitigación de impactos al ambiente y reducción de emisiones de gases de invernadero.

Generalmente, las energías alternativas, especialmente aquellas que provienen de fuentes renovables, son más eficientes que aquellos modelos energéticos que no lo son. La razón de esto es que fuentes como el viento, el sol y el mar emplean recursos infinitos que permiten su utilización de forma continua.

Para poder determinar la eficiencia energética, se deben de tomar en cuenta ciertos aspectos, entre ellos los costos de combustibles utilizados, costos de producción e incluso costos de daños producidos al ambiente⁶. Considerando todo esto, podemos determinar que los combustibles fósiles tienen una eficiencia energética por debajo de algunas opciones alternativas.

En términos generales, la eficiencia de las energías alternativas y renovables superan considerablemente a la de aquellos recursos que no lo son, esto se debe principalmente a que no existe necesidad de extracción y transporte de recursos desde la fuente hasta el punto de consumo. Este tipo de prácticas, han dado lugar a desafortunados accidentes como vertidos perjudiciales para los ecosistemas. Lo que demuestra claramente este modo de generación de energía no es tan eficiente como sus alternativas.

La transición energética

El constante debate entre estos dos modelos energéticos tiene como foco principal el futuro desarrollo de la transición energética. Este término, se trata de un proceso de cambios en la estructura de la generación de energía, tal y como la conocemos. Su finalidad, es sino la de adoptar un sistema de producción de electricidad y energía que permita un futuro sostenible al mismo tiempo que se minimicen los daños al medio ambiente (ver figura 4).

Considerando antecedentes pasados, la transición no es algo nuevo, en cada etapa del desarrollo del ser humano, este ha adoptado diferentes fuentes de energía para mejorar su calidad de vida (por ejemplo: madera, carbón y petróleo), sin embargo, lo que caracteriza este nuevo proceso de adoptar un nuevo sistema energético, es que su objetivo principal es la mitigación de daños al planeta.   

La manera más efectiva de lograr esto, es por medio de la descarbonización de la energía, de allí la suma importancia de las fuentes alternativas. Dichas fuentes no solo pueden suplir las demandas energéticas, sino que también ofrecen la oportunidad de impactar positivamente el ambiente y el planeta, asegurando un mejor mundo a las futuras generaciones.

Gracias a los recientes avances tecnológicos, muchas fuentes alternativas han mejorado su eficiencia, convirtiéndose en el eslabón restante para este cambio energético. A su vez, el contar con energías limpias que poseen cierta madurez, estas dan paso al desarrollo de nuevos proyectos y nuevos sectores de producción de energía, generando como resultado, un ecosistema compuesto por energías eficientes y amigables con el planeta.

Conclusión

En este escenario de competencias entre energías alternativas y combustibles fósiles, la transición hacia un suministro de energía sostenible se vuelve imperativa. Las energías renovables, mediante el aprovechamiento de fuentes naturales inagotables, se imponen como una solución a los desafíos ambientales y climáticos, contrarrestando efectos como el calentamiento global y la destrucción de ecosistemas.

La sostenibilidad de estas energías alternativas radica en su capacidad para satisfacer las demandas energéticas sin comprometer a las generaciones futuras, mientras que los combustibles fósiles, con su agotamiento inevitable e impactos negativos, representan un obstáculo insuperable para alcanzar un desarrollo sostenible a largo plazo. Con el paso del tiempo, la eficiencia y los costos van a ir favoreciendo cada vez más a las alternativas, generando como resultado la necesidad urgente de una transición energética hacia un futuro más limpio y sostenible.

Referencias

1. Inspire Clean Energy. (s.f.). What is Alternative Energy: Types of Alternative Energy Sources. Recuperado el 23 de noviembre de 2023, de https://www.inspirecleanenergy.com/blog/clean-energy-101/types-of-alternative-energy
2. United Nations. (s.f.). What is renewable energy?. Recuperado el 23 de noviembre de 2023, de https://www.un.org/en/climatechange/what-is-renewable-energy
3. National Grid. (s.f.). What is hydrogen?. Recuperado el 23 de noviembre de 2023, de https://www.nationalgrid.com/stories/energy-explained/what-is-hydrogen#:~:text=Hydrogen%20can%20be%20produced%20from,fuel%20our%20homes%20and%20businesses.
4. Fundeen. (s.f.). Los efectos de la energía renovable: ¿Cómo impacta en nuestro mundo?. Recuperado el 24 de noviembre de 2023, de https://www.fundeen.com/blog-energias-renovables/los-efectos-de-la-energia-renovable-como-impacta-en-nuestro-mundo
5. Energias de Portugal. (2021, 25 de mayo). ¿Cuánto cuestan las energías renovables?. Recuperado el 24 de noviembre de 2023, de https://www.edp.com/es/historias-de-edp/cuanto-cuestan-las-energias-renovables
6. Born to Engineer. (s.f.). What Are The Most Efficient Forms Of Renewable Energy. Recuperado el 24 de noviembre de 2023, de https://www.borntoengineer.com/efficient-form-renewable-energy
7. Enel Green Power. (s.f.). The energy transition. Recuperado el 24 de noviembre de 2023, de https://www.enelgreenpower.com/learning-hub/energy-transition