La energía renovable, también conocida como energía limpia, se produce a partir de recursos naturales que se generan y reponen más rápido de lo que se consumen, como el sol, el agua y el viento. La mayoría de fuentes de energía renovables producen cero emisiones de carbono y un mínimo de contaminantes del aire. Los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural), por otro lado, son recursos finitos y liberan emisiones nocivas de gases de efecto invernadero (GEI), incluidos el dióxido de carbono (CO2) y el metano, cuando se queman. En general, se considera que son las principales causas del cambio climático y, en concreto, del calentamiento global.
Conocer los tipos de fuentes de energía renovables disponibles puede ser un paso clave para reducir la huella de carbono y, en el caso de las organizaciones, reducir el impacto ambiental de sus operaciones y su cadena de suministro.
La energía solar ha evolucionado para ser eficiente, versátil y resiliente. Actualmente, hay dos formas principales de generar energía solar: la fotovoltaica (PV), que se utiliza para aplicaciones a menor escala, y la energía termosolar de concentración (CSP), que se utiliza principalmente para aplicaciones de servicios públicos y a escala industrial.
Las instalaciones de energía solar fotovoltaica, que incluyen paneles solares, presentan una serie de desafíos únicos, como el movimiento de las nubes, el clima, la ubicación de los árboles y otros. Para ayudar a superar estos desafíos, los avances tecnológicos están haciendo que las células solares sean más flexibles (enlace externo a ibm.com), más livianas, más fáciles de instalar, menos costosas de producir y más potentes al requerir menos espacio para recolectar la misma cantidad (o más) de luz.
Hoy en día, la energía solar se utiliza en todas las industrias para una variedad de aplicaciones. Los hogares y negocios individuales podrían instalar paneles solares en los tejados para generar electricidad in situ. A mayor escala, pueden instalarse granjas solares en terrenos baldíos para aplicaciones industriales, lo que contribuye a reducir el gasto energético. Los centros de datos, hospitales, instalaciones gubernamentales y más utilizan la energía solar para complementar las necesidades energéticas.
La turbina eólica moderna se construyó en 1940 y la tecnología ha evolucionado de manera constante y significativa desde entonces. Las turbinas eólicas actuales varían desde las pequeñas (para una sola vivienda o empresa) hasta las de escala comercial (parques eólicos marinos). La energía eólica es una forma rentable de incorporar energía limpia y sostenible al suministro eléctrico. Y cuando se trata del impacto sobre la vida silvestre, los proyectos de energía eólica ocupan un lugar más bajo que cualquier otra fuente de energía.
Aunque se utiliza para la generación de electricidad en general, la energía eólica localizada también se utiliza para moler grano y bombear agua. La energía eólica también puede proporcionar energía para las estaciones de carga de vehículos eléctricos.
En septiembre de 2022, la Casa Blanca anunció (enlace externo a ibm.com) una iniciativa para ampliar la producción de energía eólica marina de EE. UU. para 2035 mediante turbinas flotantes a gran escala que pueden colocarse en aguas más profundas. Esto puede duplicar con creces la capacidad de producción.
El agua es la mayor fuente de energía renovable (enlace externo a ibm.com). La energía hidroeléctrica se basa en el movimiento del agua y es el mayor contribuyente de electricidad renovable en todo el mundo. Utiliza la energía marina y mareomotriz, el caudal de ríos y arroyos, embalses y presas para mover turbinas que generan electricidad.
Más allá de la generación de electricidad, muchas industrias aprovechan la energía hidroeléctrica para sus operaciones. Por ejemplo, la minería utiliza el agua en lugares remotos para ayudar en las extracciones, y los fabricantes textiles y químicos pueden emplear sistemas hidroeléctricos in situ para alimentar procesos como el lavado, la fabricación, el saneamiento y otros.
La energía mareomotriz, en particular, tiene un potencial aún sin explotar. Actualmente se están investigando y desarrollando varias tecnologías de energía mareomotriz, entre ellas:
Aunque el agua es un recurso natural abundante, puede ser sensible a los cambios ambientales. Por ejemplo, la disminución de los vientos puede afectar al número y la potencia de las olas y las condiciones de sequía pueden reducir la cantidad de agua en embalses, arroyos y ríos.
Los sistemas de energía geotérmica convierten el calor del interior de la Tierra (en forma de vapor caliente y vapor de hidrocarburos) en electricidad. La electricidad generada a partir de la energía geotérmica se utiliza en todos los sectores. Por ejemplo, proporciona calor para invernaderos agrícolas, así como calefacción y refrigeración para la fabricación y el procesamiento de alimentos. La energía geotérmica también se utiliza para calentar y enfriar edificios comerciales, incluidos hospitales, escuelas y más. Las bombas de calor geotérmicas (GHP) se utilizan para aplicaciones a menor escala, como la alimentación de hogares.
Tanto las grandes centrales geotérmicas como las GHP de menor tamaño requieren una huella relativamente pequeña en comparación con otras fuentes de energía renovables. Además, el flujo de calor inagotable del interior de la Tierra proporciona una fuente de combustible que se repone continuamente.
La biomasa utiliza materiales orgánicos y subproductos para proporcionar calor directo, generar energía eléctrica y crear biocombustibles, incluidos biodiésel y etanol. Los biocombustibles pueden utilizarse en calderas industriales para generar vapor que alimente los procesos. También pueden sustituir a los combustibles fósiles en el sector del transporte.
La bioenergía ofrece una generación total de energía más consistente que la solar y la eólica, pero provoca gases de efecto invernadero de bajo nivel. Estos gases, combinados con otros efectos sobre el medio ambiente, como el vertido en vertederos, ponen en duda la sostenibilidad de la energía de biomasa.
La energía nuclear requiere uranio, un mineral raro y no renovable, pero sigue considerándose una fuente de energía con bajas emisiones de carbono. La próxima generación de centrales y generadores nucleares es más pequeña, más versátil y más eficiente desde el punto de vista energético. Los reactores modulares pequeños (SMR) avanzados pueden variar en tamaño según las necesidades y tienen una variedad de aplicaciones que incluyen generación de energía, desalinización, calefacción y más.
Juntas, la energía nuclear y la hidroeléctrica proporcionan tres cuartas partes de la energía mundial baja en carbono, pero debido a problemas de seguridad y a los costes de explotación, la generación de energía nuclear se está reduciendo en las economías avanzadas. Con una inversión nueva mínima, la generación de energía nuclear puede reducirse (enlace externo a ibm.com) en dos tercios para el año 2040.
Comprender dónde y cómo se genera la energía puede ayudarle a determinar la estrategia de energía renovable más efectiva. Muchas redes eléctricas utilizan una combinación de energía renovable y combustibles fósiles para proporcionar un suministro eléctrico estable. Las microrredes (redes pequeñas e independientes) se conectan a la red principal y utilizan energía renovable y fuentes de energía alternativas para equilibrar los requisitos de carga. Dado que las microrredes ofrecen un suministro local con mayor estabilidad y resiliencia de la red, ayudan a reducir la probabilidad de interrupciones en el suministro de energía.
Existen muchas opciones de fuentes de energía renovables, por lo que las personas y las organizaciones pueden elegir la mejor opción para alcanzar sus objetivos de sostenibilidad. Tanto si se trata de un sistema de energía renovable específico in situ, como de una red que utilice una combinación de fuentes de energía o de un sistema híbrido que combine ambas, la elección puede basarse en la comodidad, la rentabilidad u otros factores.
En IBM, el 64 % del consumo de energía de la empresa en todas las operaciones globales proviene de fuentes renovables. De eso, el 49 % proviene directamente de proveedores de energía renovable y el 15 % directamente de la red. Puede leer más sobre el impacto de IBM aquí.
Tecnologías como la inteligencia artificial (IA) y el análisis de datos son clave para mejorar los beneficios de las energías renovables. Pueden ayudar a racionalizar y automatizar las tecnologías energéticas, como la creación de modelos personalizados para promover la optimización del suministro de energía.
Por ejemplo, los datos proporcionan un valor inmenso a las empresas de energía y servicios públicos. La información sobre el rendimiento y el estado de los activos operativos, incluidos los digitales, junto con los programas de mantenimiento, reparación y sustitución, es crucial para mantener la energía. La integración de la IA puede optimizar aún más las operaciones energéticas y de servicios públicos con nuevos conocimientos que profundizan en las causas profundas de los problemas, además de crear un marco de mantenimiento predictivo. Lea cómo Bruce Power está gestionando su futuro ahora con una plataforma dinámica de gestión de activos empresariales (EAM) creada con IBM Maximo Application Suite.
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