La energía renovable, también conocida como energía limpia, se produce a partir de recursos naturales que se generan y se reponen más rápido de lo que se consumen, como el sol, el agua y el viento. La mayoría de las fuentes de energía renovable producen cero emisiones de carbono y contaminantes de aire mínimos. Por otra parte, los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural) son recursos finitos y cuando se queman liberan emisiones nocivas de gases de efecto invernadero (GEI), incluidos dióxido de carbono (CO2) y metano. Se consideran ampliamente las principales causas del cambio climático y, específicamente, del calentamiento global.
Conocer los tipos de fuentes de energía renovables disponibles puede ser un paso clave para reducir la huella de carbono y, para las organizaciones, reducir el impacto ambiental de sus operaciones y cadena de suministro.
La energía solar evolucionó para ser eficiente, versátil y resiliente. En la actualidad, hay dos formas principales de generar energía solar: la fotovoltaica (FV), que se emplea para aplicaciones a menor escala, y la termosolar de concentración (CSP), que se emplea principalmente para aplicaciones a escala industrial y de servicios públicos.
Las instalaciones solares fotovoltaicas, que incluyen paneles solares, tienen un conjunto único de desafíos que incluyen 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 celdas 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 emplea en todas las industrias para una variedad de aplicaciones. Los hogares individuales y las empresas pueden instalar paneles solares en los techos para generar electricidad en el lugar. A mayor escala, las plantas solares se pueden instalar en terrenos baldíos para aplicaciones industriales, lo que ayuda a reducir el gasto energético. Los centros de datos, hospitales, instalaciones gubernamentales y otros emplean energía solar para complementar las necesidades energéticas.
La turbina eólica moderna se construyó en 1940, y la tecnología evolucionó de manera constante y significativa desde entonces. Las turbinas eólicas actuales varían desde pequeñas (viviendas individuales o empresas) hasta para servicios públicos (parques eólicos marinos). La energía eólica es una forma rentable de incorporar energía limpia y sustentable al suministro de energía. Y cuando se trata de impactos en la vida silvestre, los proyectos de energía eólica ocupan un lugar más bajo que cualquier otra fuente de energía.
Aunque se emplea para la generación de electricidad en general, la energía eólica localizada también se emplea 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 se pueden colocar 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 depende del movimiento del agua y es el mayor contribuyente de electricidad renovable en todo el mundo. Emplea la energía marina y mareomotriz, el caudal de ríos y arroyos, embalses y presas para mover turbinas que generan electricidad.
Además de la generación de electricidad, muchas industrias aprovechan la energía hidroeléctrica para las operaciones. Por ejemplo, la minería utiliza agua en lugares remotos para ayudar en extracciones y los fabricantes textiles y químicos pueden usar sistemas hidroeléctricos in situ para alimentar procesos, como lavado, fabricación, 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:
Si bien el agua es un recurso natural abundante, puede ser sensible a los cambios ambientales. Por ejemplo, la disminución de los vientos puede afectar el 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 hidrocarburo) en electricidad. La electricidad generada a partir de la energía geotérmica se utiliza en todas las industrias. Por ejemplo, proporciona calor para invernaderos agrícolas, así como calefacción y refrigeración para la fabricación y procesamiento de alimentos. La energía geotérmica también se utiliza para calentar y enfriar edificios comerciales, como hospitales, escuelas y otros. Las bombas de calor geotérmicas (GHP) se utilizan para aplicaciones de menor escala, como el suministro para hogares.
Tanto las grandes centrales geotérmicas como las GHS de menor escala 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 emplea materiales orgánicos y subproductos para proporcionar calor directo, generar energía eléctrica y crear biocombustibles, incluidos biodiésel y etanol. Los biocombustibles se pueden emplear en calderas industriales para generar vapor que impulse los procesos. También tienen el potencial de reemplazar los combustibles fósiles en el sector del transporte.
La bioenergía ofrece una generación total de energía más constante 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 de residuos, ponen en duda la sustentabilidad real de la energía de la biomasa.
La energía nuclear requiere uranio, un mineral raro y no renovable, pero aún se considera una fuente de energía con bajas emisiones de carbono. La próxima generación de centrales nucleares y generadores es más pequeña, más versátil y eficiente desde el punto de vista energético. Los reactores modulares pequeños (SMR) avanzados pueden variar en tamaño según las necesidades, y tienen una diversidad de aplicaciones que incluyen generación de energía, desalinización, calefacción y otras.
En conjunto, la energía nuclear y la hidroeléctrica proporcionan tres cuartas partes de la energía baja en carbono del mundo, pero debido a preocupaciones de seguridad y costos operativos, la generación de energía nuclear se está reduciendo en las economías avanzadas. Con una nueva inversión 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 eficaz. Muchas redes eléctricas emplean 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 emplean energía renovable y fuentes de energía alternativas para equilibrar los requisitos de carga. Dado que las microrredes ofrecen suministro local con mayor estabilidad y resiliencia de la red, ayudan a reducir la probabilidad de interrupciones en el suministro de energía.
Hay muchas opciones de fuentes de energía renovable disponibles, por lo que las personas y las organizaciones pueden elegir la mejor opción para cumplir con sus objetivos de sustentabilidad. Ya sea con un sistema de energía renovable dedicado en el sitio, una red que emplea una combinación de fuentes de energía o un enfoque híbrido que emplea una combinación de ambos, la elección puede basarse en la conveniencia, 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 esa cantidad, el 49 % se obtiene directamente de proveedores de energía renovable y el 15 %, directamente de la red. Puede leer más sobre el impacto de IBM aquí.
Las tecnologías, como la inteligencia artificial (IA) y el analytics de datos, son clave para mejorar los beneficios de las energías renovables. Pueden ayudar a optimizar 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. Los insights sobre el rendimiento y el estado de los activos operativos, incluidos los digitales, junto con los programas de mantenimiento, reparación y reemplazo, son cruciales para mantener la energía. La integración de la IA puede optimizar aún más las operaciones de energía y servicios públicos con nuevos insights que profundizan en las causas principales de los problemas, así como la creación de un marco de mantenimiento predictivo. Conozca 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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