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La energía del futuro frente al cambio climático.

Vamos a cerrar esta serie sobre el cambio climático con unas reflexiones. Los datos sirven para obtener una visión, un modelo, a partir del cual actuar. Vamos, como siempre, a la visión.

Las enormes cantidades de energía que consumimos de forma controlada son las que permiten el nivel de civilización actual y los países desarrollados no queremos renunciar a ello ni los países en desarrollo deben sacrificarse por los excesos de los primeros.

Esta energía se obtiene mediante procedimientos altamente contaminantes que liberan al medio residuos como el monóxido de carbono, el dióxido de azufre, los óxidos de nitrógeno, el dióxido de carbono, partículas sólidas, metano, productos radiactivos, etc.

Estos residuos tienen como consecuencia el calentamiento global, la lluvia ácida, enfermedades pulmonares, cánceres, etc.

Esta energía se obtiene quemando combustibles que se agotan y no se pueden reponer, así que son insostenibles por mucho más tiempo.



Reconocemos pues que tenemos un problema del que nosotros mismos somos la causa y por lo tanto podemos abordar y seguramente resolver.

La solución hay que hallarla en combustibles o fuentes de energía no contaminantes y además sostenibles porque se renuevan o no se agotan.

Para ello lo primero es potenciar el autoconsumo y la eficiencia. Usar la energía solar y eólica directamente para calentar agua, de calefacción, usar electrodomésticos de bajo consumo, y disponer de depósitos que puedan acumularla y liberarla según se pueda y convenga.

A continuación, hay que separar y distinguir tres puntos: la producción de energía, el transporte y el consumo.

Para usar energía limpia necesitamos alguna forma de empaquetar y/o transportar la energía. Un combustible que se cargue y se descargue cuando y donde interese de forma reversible y limpia.

No se trata de trasladar la contaminación desde las ciudades consumidoras a las centrales eléctricas productoras, sino que además se trata de que las centrales sean sostenibles y limpias.

La electricidad parece ser el mejor combustible continuo y el hidrógeno el mejor empaquetado. Vamos a ver el por qué.

La electricidad es un combustible continuo, quiero decir que está disponible como un grifo de agua. Se basa en corriente alterna, es decir, en lugar de transportar electrones desde las centrales a los aparatos consumidores y devolverlos a las centrales, lo que se hace es usar alternadores que empujan y atraen los electrones 50 o 60 veces por segundo. El resultado es que esta vibración también transporta la energía de la central al consumidor, siempre mediante una conexión.



El hidrógeno debe obtenerse en las centrales rompiendo el agua H2O lo que libera oxígeno. Esta reacción necesita energía. Luego se empaqueta, transporta y finalmente este hidrógeno se consume liberando de nuevo agua de forma limpia.

No es ningún invento ‘raro’. Los vegetales hacen algo similar en la fotosíntesis. De forma resumida, utilizan la luz del sol para enganchar el hidrógeno del agua (H2O) al carbono del dióxido de carbono (CO2), para formar moléculas de materia orgánica y liberar parte del oxígeno a la atmósfera. Esta materia orgánica que es combustible actual (madera) o fósil (carbón y petróleo).

Ahora vamos a tomar como referencia del negocio de la energía el negocio de las telecomunicaciones. Las telecos como un negocio más maduro que nos puede ayudar a comprender el futuro del negocio de la energía.

Las telecos, compañías de telecomunicaciones, han incrementado capacidad, servicios y han reducido precios de forma sostenida durante años. Gracias a la tecnología actual, el coste de las telecomunicaciones es casi una tarifa plana que contempla el coste de la infraestructura en funcionamiento independientemente de si se usa o no. La parte fija del coste es mucho más importante que la parte variable.

Con las telecos pasa como con el cerebro, que consume aproximadamente lo mismo haga lo que haga, esté despierto o durmiendo, pensando una genialidad, hablando o leyendo.

El coste de las telecomunicaciones es el mismo aunque las use un usuario o cien mil. Por consiguiente las tarifas de venta pueden ser arbitrarias y creativas, mientras se cumpla que la suma de los conceptos que se facturan esté por encima del coste de mantenimiento y la amortización. La base es el coste de estar conectado y escalar el consumo en niveles.

El objetivo ideal de las compañías eléctricas debe ser el mismo: el coste de la energía debe ser el coste de mantenimiento y amortización de las inversiones, pero la energía debe ser casi gratis cuando el combustible sea sostenible, renovable y limpio.

Este objetivo se consigue con la autogeneración, energía solar, eólica, biocombustible, mareas, geotérmica, hidráulica, y la fusión nuclear si somos capaces de desarrollarla.

Cuando se evite: la energía nuclear, el fuel, el gas y el carbón.

Si la evolución de los precios y capacidades de la energía no sigue el mismo camino que los precios y capacidades de las telecomunicaciones es que algo se está haciendo mal.

Nota:

Una lástima es que el reactor de fusión está muy inmaduro, si es que se consigue desarrollar. 

El reactor nuclear de fisión, se basa en una reacción en cadena que se administra mediante obstáculos que permiten o impiden la reacción. Si se pierde el control, la reacción en cadena se autoacelera lo que puede crear un desastre grave. Todo ello aparte del coste ecológico de producir el combustible y gestionar los residuos.


El reactor de fusión transforma hidrógeno en helio, como el Sol, lo cual es limpio porque el helio es un gas inerte que se perdería en el espacio. Si se rompe el reactor entonces la reacción se detiene. 

Pero tiene el pequeño problema de que no hay manera de confinar la reacción. Una bomba atómica de fusión es fácil, pero confinarla en un recinto durante un tiempo es prácticamente imposible. Porque funde lo que toca y se para. La idea es confinar la reacción mediante campos magnéticos extraordinariamente potentes, y esperar que la energía útil producida sea mayor que la consumida por el propio reactor.

En fin, se prevee para finales del siglo XXI si no se encuentra un truco.

Más en los libros accesibles desde los enlaces.

El fracaso del acuerdo de París. Los ausentes. (y III).

Ausentes no fueron los países, sino las voluntades  y los compromisos.

El tratado de París debería haber abordado eficiencia, sostenibilidad, autoconsumo y renovables.

La eficiencia debe obtenerse reduciendo el consumo incluso mejorando las prestaciones. Las bombillas, electrodomésticos, transportes, comunicaciones, etc.

Mejor todavía, potenciar el consumo de proximidad, reducir el transporte, eliminar los desplazamientos. Es mejor no necesitar auto que tener uno eficiente.

La sostenibilidad se fundamenta en consumir energía renovable, solar y eólica.



El autoconsumo o consumo de proximidad se deben potenciar sin renunciar a las centrales de biocombustible, de mareas, geotérmicas.

Los actores son las empresas de tecnología a favor, las empresas petroleras y eléctricas en contra.  Estas últimas deben asumir que el futuro de la sociedad pasa por la disminución de su facturación, y un incremento espectacular de su rentabilidad…porque el Sol es gratis.

Estas empresas deben liderar la transformación y el tratado debería haber empezado a definir objetivos positivos para ellas y con ellas, basados en la transparencia.

Referencias: 



El fracaso del acuerdo de París. La resilencia (II).

Resilencia es la capacidad para superar circunstancias traumáticas.

El presupuesto insinuado en el COP21 de cien mil millones de dólares cada año, no ahora sino desde  dentro de unos años, orientados de forma detallada a la resilencia y genéricamente a la reducción de gases, era la opción más fácil, pero  implica reconocer que el tratado llega tarde.

No se trataba de construir diques, canales, pantanos, centrales nucleares, insecticidas, etc. Se trataba de potenciar cuatro cosas: eficiencia, sostenibilidad, autoconsumo y renovables y no existen en el texto del acuerdo.

Sólo coincido en la propuesta de protección de las selvas y bosques (los recicladores del CO2), que aparte del mar lo acumulan y depositan en los fondos (sumideros del carbono en la Wikipedia)




El acuerdo fundamentalmente aborda la transparencia, es decir que cada país diga en cuanto contribuye, lo que hace para reducir la emisión de gases de efecto invernadero, los que produce y los que recicla. Aunque puedan falsear la información o retrasarla, como pasa ahora con algunos países.

El acuerdo no es vinculante y pide a los países desarrollados que reduzcan las emisiones y a los países en desarrollo que reduzcan el incremento de emisiones sin ningún compromiso.

El equilibrio entre emisión y recuperación se obtendrá en la segunda mitad del siglo XXI, mientras tanto, seguirá creciendo la concentración de CO2 y metano resultado de la actividad humana.

La primera reunión de balance será… dentro de 8 años, en 2023.

Los países desarrollados que deberían estar muy interesados en implantar tecnologías limpias porque son los más capacitados tecnológicamente para ello y porque representan una fuente ilimitada de nuevo negocio, se aferran a los potentes lobbies de lo viejo.

Los países en desarrollo que se vuelven irrespirables y están sufriendo los efectos mucho más agresivamente, exigen crecer de forma presuntamente ‘barata’ aunque será mucho más cara.

Las dos opciones son un auténtico desastre. Es como si para instalar telefonía móvil fuese necesario cablear telefonía fija para luego pasar a la telefonía móvil y los satélites o para instalar televisión fuese necesario montar repetidores para luego pasar a los satélites y las parabólicas. Hay que quemar etapas y la mejor opción para  China, India, Brasil es pasar de los intereses de los países industrializados y desarrollar e instalar rápidamente tecnología propia, sobre todo si importan petróleo o carbón.

Lo mejor es que el tratado pone en el foco de atención de los dirigentes de cada país, el análisis de su responsabilidad en el cambio climático y eso ya es importante y un paso para reducirlo.

El fracaso del acuerdo de París: El panorama (I).

Analizamos en una mini-serie de tres entradas el acuerdo de París, el COP21.

La actividad humana altera la temperatura media de la Tierra porque introduce gases de efecto invernadero en la atmósfera, fundamentalmente CO2 y metano.


El CO2 es el resultado de la combustión de la materia orgánica actual o fósil. El metano proviene de las vacas (rumiantes).

Los gases de efecto invernadero actúan como una manta sobre la Tierra, la abrigan porque dificultan que la energía del Sol vuelva al espacio.

Notas:

El calor generado por la actividad humana o los volcanes o agua termal,  es insignificante, así que sólo importa el calor del Sol con su variabilidad.

Las centrales nucleares son limpias en relación al CO2 y sus inconvenientes surgen de la peligrosidad y la no sostenibilidad.

Las centrales hidroeléctricas son limpias en relación al CO2 y sus inconvenientes derivan de la importancia de la alteración del medio que representa su construcción.

Los volcanes no son actividad humana pero pueden emitir gran cantidad de CO2.

Actividades humanas que afectan directamente al calentamiento global (es decir, el problema): 
  • La quema de combustibles fósiles (carbón, gas y derivados del petróleo) libera CO2 y son  el problema principal. Se consumen fundamentalmente en transporte, calefacción, centrales eléctricas.
  • La quema de bosques y selva tiene dos efectos, lanzan a la atmósfera grandes cantidades de CO2 y eliminan un sumidero (captador) fundamental.
  • El ganado (los rumiantes, las vacas concretamente) producen metano, mucho peor que el CO2 (30 veces peor).

Resultado de esta actividad, se han disparado otros mecanismos que aceleran el calentamiento y para los cuales ya hemos llegado tarde. Por ejemplo:
  • Al desaparecer el hielo blanco afloran tierras o mares oscuros. El mar absorbe y traslada eficazmente el calor aumentando el deshielo. En tierra, los glaciares se lubrifican y se deshielan mucho más rápido.
  • La tundra del ártico se deshiela y está liberando grandes cantidades de metano a la atmósfera.

Estos dos mecanismos aceleran el calentamiento, aunque la concentración de gases ya no variase más.

Aparte debemos prever otros efectos como la subida del nivel del mar, la acidificación de los océanos (por el CO2 disuelto) o la expansión de los insectos y plagas que se activarán por los inviernos cálidos.

La Antártida tiene encima una capa de hielo de varios kilómetros de espesor que no deberían derretirse, aunque los glaciares están fluyendo más rápido y los icebergs sean cada vez mayores.

Por consiguiente, la idea de ir preparando un  fondo económico para aumentar la capacidad de supervivencia frente a los desastres que vienen es correcta, pero no aborda el problema.

¿El cambio climático desde la media o la moda de la temperatura?

El acuerdo de París plantea como objetivo limitar el incremento de la temperatura media de la Tierra a menos de dos grados centígrados, en este siglo.

Deberíamos considerar este acuerdo un éxito si fuese vinculante y tuviese un  presupuesto real asignado, empezara a ser efectivo inmediatamente y no en 2020, ...

Ya analizaremos con detalle el acuerdo. Hoy vamos a centrarnos en un detalle metodológico que quizás es poco importante, o puede que no.

Usar la temperatura media diaria para conocer el cambio climático probablemente lo minusvalora. Sería mejor tomar como referencia la temperatura más frecuente en lugar de la temperatura media.

Supongamos un caso hipotético por el que la temperatura mínima y máxima cada día de agosto en Barcelona es de 25 y 30 grados durante diez años seguidos y sin cambios.

La temperatura media diaria (27,5 ºC) y la temperatura media del mes de agosto (27,5 ºC) no varían, así que el cambio climático parecería que está controlado o detenido.

Pero aquí podemos tener un error de apreciación de la importancia del cambio climático, porque si se toma la media entre la máxima y la mínima no estamos realizando las mediciones más significativas.

Supongamos que se toma la temperatura cada hora, cada día.

Todos los días a las 5 de la mañana hay 25 grados y todos los días a las 5 de la tarde hay 30 grados.

Pero en el agosto del primer año a partir de las 5 de la mañana la temperatura sube lentamente hasta los 30 grados y baja rápidamente hasta los 25.

En cambio en el agosto del último año, la temperatura sube rápidamente hasta los 30 grados y baja lentamente hasta los 25.


Nuestras estadísticas históricas no detectarían este cambio porque la máxima y la mínima no cambian.

Frente a ello, quizás es mejor tomar la temperatura más frecuente de cada día, es decir la moda. En el primer caso, la moda estará cerca de 25 y la segunda cerca de 30.

El cambio climático queda reflejado mejor por el aumento del área debajo de la curva de temperaturas:

Temperatura cada hora en agosto ºC
Temperatura cada hora en agosto ºC

El control de la evolución de la temperatura máxima y mínima de diferentes períodos de tiempo no refleja de forma transparente la acumulación o liberación de calor de la Tierra. Hay que tomar la temperatura más frecuente y no el intervalo de temperaturas máxima y mínima.

Así que es probable que el cambio climático sea peor de lo que medimos. 

Definiciones:
  • Temperatura mínima: Es la menor temperatura registrada en un lapso determinado de tiempo.
  • Temperatura máxima: Es la mayor temperatura registrada en un lapso determinado de tiempo.
  • Temperatura media: Promedio de lecturas de temperatura tomadas durante un período de tiempo determinado. Por lo general, es el promedio entre la temperatura máxima y mínima.
  • Temperatura media diaria es el promedio entre la máxima y la mínima diarias.
  • Temperatura media mensual es el promedio de la media diaria.
  • Temperatura media anual es el promedio de la media mensual.


El cambio climático altera el océano y no la atmósfera.

Uno de los errores que se cometen al abordar las consecuencias del cambio climático es que se miden sus efectos en la atmósfera cuando el principal efecto del efecto invernadero es que calienta los océanos.

La capacidad de acumular calor de los océanos es mil veces mayor que la capacidad de la atmósfera, es decir que el aumento de un grado en la temperatura del agua marina es mil veces más grave que el mismo cambio de la temperatura en verano en París.

Medir el cambio climático analizando la evolución de la temperatura en Nueva York es lo mismo que medir la potencia de un Formula 1 a partir de la fuerza del pie del piloto sobre el acelerador.

La ventaja es que el océano atempera la alteración del clima que resulta de la actividad humana, y el inconveniente es que las consecuencias son mucho más profundas.

Medir el cambio climático en la temperatura de la atmósfera es difícil por la variabilidad año a año, pero en el océano la medida es mucho más constante y por consiguiente la medición mucho más coherente.

Mas en:

¿Por qué se detiene el aumento de temperatura?

Uno de los argumentos de los negacionistas (no escépticos, sino al mismo nivel que los que niegan la evolución natural), es que aparentemente se ha detenido momentáneamente el aumento de la temperatura del planeta, por consiguiente, dicen que el cambio climático se ha detenido o por lo menos está dentro de las fluctuaciones aleatorias del clima.

Pues bien, la respuesta probablemente es muy simple.

El agua tiene un calor latente (calor que absorbe un cuerpo al licuarse o al vaporizarse, sin que cambie su temperatura) muy elevado. 

Toda la zona del polo Norte, el océano ártico y las tierras de Groenlandia, Islandia, Alaska, Siberia absorben el calor y se derriten sus hielos manteniendo la temperatura.

Por consiguiente, la temperatura aumenta menos de lo que debería porque el deshielo absorbe el calor.

Lo que quizás sea peor a la larga, porque esconde los efectos a la medición, pero convierte el proceso en más irreversible a través de su efecto sobre el océano.

Los detalles en



¿Con el cambio climático lloverá más o menos?

Con esta entrada empezamos una serie que tiene por objetivo aclarar algunas confusiones generalizadas sobre el cambio climático.

Empezamos con una cuestión que es aparentemente fácil, ¿lloverá más o menos?, que no tiene una respuesta simple y aunque la respuesta depende de dónde, vamos a intentar definir un criterio global.

La lluvia depende de la temperatura y de la diferencia de temperaturas de un año al siguiente.

La atmósfera funciona como una esponja. Los años en que sube la temperatura la humedad relativa del aire baja para la misma cantidad de vapor de agua y entonces la atmósfera puede acumular más vapor de agua que toma del océano. Se carga.

Los años en que baja la temperatura, la atmósfera se satura más fácilmente y libera el agua acumulada con lluvias abundantes. Se descarga.

Cuando la temperatura se estabiliza en un valor más alto, se acelera el ciclo del agua que es un enorme mecanismo de refrigeración que transporta calorías:

  • en horizontal del ecuador a los polos mediante corrientes marinas y vientos.
  • en vertical del suelo a las capas altas de la atmósfera mediante evaporación y lluvias.

A más temperatura, más velocidad del ciclo del agua y más violencia.

Por consiguiente, mientras suban las temperaturas por la actividad humana habrá sequías, pero la perspectiva es la contraria: habrá diluvios, huracanes, inundaciones, riadas, enormes pantanos de agua dulce, calor y humedad cada vez con mayor frecuencia.