Les fonts d’energia

Les fonts d’energia es poden dividir en dos grans subgrups: permanents (renovables) i temporals (no renovables).

 No renovables

Els combustibles fòssils són recursos no renovables: no podem reposar el que gastem. En algun moment, s’acabaran, i potser sigui necessari disposar de milions d’anys d’evolució similar per comptar-hi novament. Són aquelles les reserves de les quals són limitades i s’esgoten amb l’ús. Les principals són els combustibles fòssils (el petroli i els seus derivats, el gas natural, el gas butà, el carbó, la fusta, etc.), l’aigua i l’urani.

 Energia fòssil

Article principal: Escalfament global

Els combustibles fòssils es poden utilitzar en forma sòlida (carbó), líquida (petroli) o gasosa (gas natural). Són acumulacions d’éssers vius que van viure fa milions d’anys i que s’han fossilitzat formant carbó o hidrocarburs. En el cas del carbó es tracta de boscos de zones pantanoses, i en el cas del petroli i el gas natural de grans masses de plàncton marí acumulades en el fons del mar. En ambdós casos la matèria orgànica es va descompondre parcialment per falta d’oxigen i acció de la temperatura, la pressió i determinats bacteris de manera que van quedar molècules emmagatzemades amb enllaços d’alta energia. L’energia més utilitzada al món és l’energia fòssil. Si es considera tot el que està en joc, és de summa importància mesurar amb exactitud les reserves de combustibles fòssils del planeta.  Segons els càlculs, el planeta pot subministrar energia durant 40 anys més (si només s’utilitza el petroli) i més de 200 (si es continua utilitzant el carbó). Hi ha alternatives actualment en estudi: l’energia fisil -nuclear i no renovable-, les energies renovables, les piles d’hidrogen o la fusió nuclear.

Energia nuclear amb urani

Article principal: Energia nuclear

El nucli atòmic d’elements pesats com l’urani, pot ser desintegrat (fissió nuclear) i alliberar energia radiant i cinètica. Les centrals termonuclears aprofiten aquesta energia per produir electricitat mitjançant turbines de vapor d’aigua. s’obté en trencar els àtoms de minerals radioactius en reaccions en cadena que es produeixen en l’interior d’un reactor nuclear.

Una conseqüència de l’activitat de producció d’aquest tipus d’energia, són els residus nuclears, que poden tardar milers d’anys a desaparèixer i tarden molt temps a perdre la radioactivitat.

S’està investigant l’obtenció d’energia a partir de l’hidrogen. Socioeconòmicament, el seu desenvolupament seria una revolució perquè el combustible seria aire, que, a diferència dels combustibles fòssils i de les altres fonts renovables (rius, oceans, sol, pluja, vent) es troba per igual a tot el planeta. A més les emissions no serien tòxiques sinó vapor d’aigua. De moment el problema és que tècnicament no és eficaç, és a dir, el procés d’obtenir energia amb aquesta font per ara necessita més energia de la que dóna.

 Renovables

En principi, les fonts permanents són les que tenen origen solar, de fet, se sap que el Sol romandrà per més temps que la Terra. Tot i així, el concepte de renovabilitat depèn de l’escala de temps que s’utilitzi i del ritme d’ús dels recursos.

 Energia hidràulica

Article principal: Energia hidràulica

L’energia potencial acumulada en els salts d’aigua pot ser transformada en energia elèctrica. Les centrals hidroelèctriques aprofiten l’energia dels rius per posar en funcionament unes turbines que mouen un generador elèctric.  Aquesta energia es considera renovable perquè no consumeix l’aigua sinó que només aprofita el seu moviment. És indispensable vetllar per què la temperatura i la composició de l’aigua sigui igual abans que després del salt, i així i tot, el fet d’acumular aigua modifica l’ecosistema del riu.

A Catalunya, per la seva geografia, són molt abundants les centrals anomenades minihidràuliques, en salts de rius més petits i que produeixen, individualment, menys energia que una hidràulica però que, pel fet de poder posar-hi més, en conjunt poden generar una gran quantitat d’energia.

Biomassa

Article principal: Biomassa

La formació de biomassa a partir de l’energia solar es du a terme pel procés denominat fotosíntesi vegetal que al seu torn és desencadenant de la cadena biològica. Mitjançant la fotosíntesi les plantes que contenen clorofil·la, transformen el diòxid de carboni i l’aigua de productes minerals sense valor energètic, en materials orgànics amb alt contingut energètic i al seu torn serveixen d’aliment a altres éssers vius. L’energia emmagatzemada en el procés fotosintètic pot posteriorment ser transformada en energia tèrmica quan aquesta es crema. El carbó i el petroli són restes de plantes mortes que, en haver perdut una gran part d’aigua i aire, tenen aquesta energia molt més concentrada.

L’energia a partir de biomassa s’obté en una central tèrmica corrent, amb la sola diferència que s’utilitzen vegetals o productes vegetals considerats biomassa en comptes de petroli o carbó (que també tenen origen vegetal), però el seu rendiment tècnic és molt menor. Es necessita molts més quilos de biomassa per a obtenir la mateixa quantitat de calor que amb un quilo de petroli.

Aquesta calor es pot tornar a transformar, aquest cop en energia elèctrica, per a que pugui estar emmagatzemada i utilitzada quan es vulgui. Al seu torn, l’energia elèctrica es pot transformar en energia motriu, calorífica o d’un altre tipus. A cada transformació es perd la major part de l’energia amb que es parteix.

Per a evitar tantes pèrdues, una altra manera d’usar la biomassa és usar-la directament com a combustible, per exemple en una ximeneia o en un motor adaptat d’un vehicle. Tant en aquest cas com en el de la central, la biomassa genera, a igual quantitat d’energia obtinguda, les mateixes emissions (diòxid de carboni, monòxid de carboni, etc.) que el carbó o el petroli. Fins i tot, segons la composició de la biomassa, pot ser més.

La biomassa generada com a producte residual (escombraries, oli de fregir, mobles vells, etc.) s’ha d’entendre com una manera d’aprofitar els residus indesitjats secundària o cogeneració, però no pot ser la font principal d’energia perquè implicaria haver de generar residus expressament. D’altra banda, el cultiu de vegetals per a ésser utilitzats com a matèria prima de biomassa és insostenible i de conseqüències pitjors que l’ús dels combustibles fòssils clàssics (petroli i gas).

La diferència principal entre el petroli (i carbó) i la biomassa és que els primers triguen milers d’anys a formar-se a la natura, de manera que, com els consumim molt més ràpidament, la seva quantitat minva de manera vertiginosa. En principi la biomassa es pot cultivar i obtenir més ràpidament però, com és molt menys eficient energèticament, ni tan sols dedicant totes les terres cultivables del planeta (cosa que implica no poder conrear aliments, ni matèries primes per a medicaments, roba, etc.) a la biomassa es podria obtenir prou energia com per a substituir la que actualment s’obté amb el petroli. A més, també requereix un temps per a créixer prou com per a ser útil, un temps menyspreable si es compara amb el temps que es necessita per a que es formi carbó o petroli (d’aquí que alguns considerin que és renovable) però fent números, en el cas que s’hi dediquessin totes les terres cultivables del planeta, la seva producció seria més lenta que la que faria falta per a la demanda anual d’energia equivalent a la fòssil actual.