La energía eólica es una de las fuentes de energía renovable de más rápido crecimiento que promete los niveles más bajos de emisiones de dióxido de carbono (CO2). Así que tuvimos que preguntarnos: ¿Cuál es la huella de carbono de la energía eólica?
La energía eólica tiene la huella de carbono más baja de todos los tipos de energía. Sobre la base del ciclo de vida, la energía eólica terrestre emite 11 y la eólica marina emite 12 gramos de equivalente de CO2 por kWh de electricidad producida. La energía eólica ayuda a combatir el cambio climático y tiene varios beneficios ambientales adicionales.
La energía eólica representa una cantidad cada vez mayor del consumo total de energía y tiene varias implicaciones ambientales. Siga leyendo para conocer la huella de carbono general de la energía eólica, su huella de carbono a lo largo de su ciclo de vida y su impacto ambiental.
Cómo se define la energía eólica
El viento es una forma de energía solar que es causada por el calentamiento desigual de la superficie de la tierra, las irregularidades de la superficie de la tierra y la rotación de la tierra. Para aprovechar la energía eólica, el viento gira las palas de la turbina alrededor de un rotor, que hace girar un generador para crear electricidad. Una velocidad media anual del viento de 9 millas por hora (mph) o 4 metros por segundo (m/s) para turbinas pequeñas y 13 mph (5,8 m/s) para turbinas de uso general es necesaria para aprovechar económicamente la energía eólica.
«Viento: una corriente de aire que se mueve aproximadamente horizontalmente, especialmente una lo suficientemente fuerte como para sentirse»
Cambridge Dictionary
Hay dos tipos principales de energía eólica:
- Energía eólica terrestre: Las turbinas se encuentran en tierra. La construcción, el transporte, el costo de mantenimiento y la infraestructura necesaria para transmitir electricidad desde turbinas terrestres a los consumidores son bajos. Sin embargo, pueden ser menos eficientes porque la velocidad y dirección del viento en tierra pueden ser impredecibles.
El parque eólico terrestre más grande del mundo es el parque eólico Gansu ubicado en China. Consta de aproximadamente 7,000 turbinas eólicas en múltiples parques eólicos, aunque todavía está en construcción, la capacidad prevista es de 20 (gigavatios) GW y la capacidad instalada actual es de 8 GW.
- Energía eólica marina: Las turbinas se encuentran en el océano o en agua dulce. La construcción, el transporte, el costo de mantenimiento y la infraestructura necesaria para transmitir electricidad desde turbinas marinas a los consumidores son altos. Las turbinas en alta mar son considerablemente más grandes que las turbinas en tierra y pueden costar hasta un 20% más. Debido a que la velocidad y la dirección del viento son más constantes, el potencial de generación de energía es mucho mayor. La contaminación acústica, el uso de la tierra y el impacto en la vida silvestre son mínimos en comparación con las turbinas terrestres.
El parque eólico marino más grande del mundo es el parque eólico Walney Extension ubicado en el mar de Irlanda. Con una superficie de 56 millas cuadradas (149 kilómetros cuadrados), los 87 aerogeneradores tienen un potencial de generación de electricidad de 659 megavatios (MW) de potencia. Esto es suficiente para alimentar 600.000 hogares en el Reino Unido.
Solo en los Estados Unidos, hay más de 57,000 turbinas eólicas tanto en tierra como en alta mar. Pueden existir como estructuras independientes o agruparse para formar parques eólicos.
Los dos tipos de turbinas eólicas son:
- Turbina eólica de eje horizontal (HAWT): Las palas se ensamblan en un eje horizontal paralelo al suelo. Solo pueden recibir y procesar el viento de frente.
- Turbina eólica de eje vertical( VAWT): Las palas se ensamblan en un eje vertical perpendicular al suelo. Pueden recibir y procesar viento desde todas las direcciones, lo que les da un mayor potencial de generación de energía.
Las turbinas eólicas pequeñas e individuales pueden producir hasta 100 kilovatios (kW) de potencia, que es suficiente para alimentar una casa o una estación de bombeo de agua. Las turbinas más grandes constan de torres de 260 pies (80 metros (m)) de altura y palas de 130 pies (40 m) de longitud que pueden generar hasta 1,8 MW de potencia. Y las turbinas comerciales más grandes consisten en torres de 780 pies (240 m) de altura y palas de 530 pies (162 m) de longitud que pueden generar entre 4,8 y 9,5 mw de potencia.
Cuál es la Huella de carbono de la Energía Eólica
La huella de carbono es una de las formas en que medimos los efectos del cambio climático global inducido por el hombre. Se centra principalmente en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) asociadas con el consumo e incluye otras emisiones como metano (CH4), óxido nitroso y clorofluorocarbonos (CFC).
«Huella de carbono: la cantidad de gases de efecto invernadero y específicamente dióxido de carbono emitido por algo (como las actividades de una persona o la fabricación y transporte de un producto) durante un período determinado»
Merriam Webster
Básicamente, es la cantidad de carbono emitida por una actividad u organización. Esto incluye las emisiones de GEI del combustible que quemamos directamente (p. ej., calentar una casa, conducir un automóvil) y las emisiones de GEI de la fabricación de los productos que usamos (por ejemplo, plantas de energía, fábricas y vertederos).
Cuál es la Huella de carbono Global de la Energía Eólica
Sobre una base de ciclo de vida, la energía eólica terrestre emite 11 y la energía eólica marina emite 12 gramos de equivalente de CO2 por kWh de electricidad producida, el más bajo de todos los tipos de combustible.
La capacidad instalada mundial de energía eólica se multiplicó por 75 entre 1997 y 2018, pasando de 7,5 GW a más de 564 GW. Todas las turbinas eólicas del mundo en ese momento cubrían más del 6% de la demanda mundial de electricidad. El mercado de energía eólica creció más de un 10% solo en 2019, con los líderes mundiales China y Estados Unidos allanando el camino.
Los seis países productores de energía eólica más grandes (cantidad por año) del mundo son:
- China – 221 GW
- EE.UU. – 96.4 GW
- Alemania – 59.3 GW
- India – 35 GW
- España – 23 GW
- Reino Unido – 20.7 GW
Porque la energía eólica es una de las tecnologías de energía renovable más baratas y de más rápido crecimiento con un perfil de bajas emisiones de carbono, es importante comprender cuál es su huella de carbono y cómo sus emisiones de carbono afectan el proceso de cambio climático global.
Para comprender la huella de carbono de la energía eólica, debemos evaluar su ciclo de vida y la huella de carbono de cada etapa. Este análisis del ciclo de vida (ACV) es un método para evaluar los impactos ambientales de productos y materiales. A lo largo de los años, las empresas han utilizado estratégicamente el ACV para investigar y crear productos más sostenibles. Por lo tanto, echemos un vistazo al ACV de la energía eólica!
| Las etapas del ciclo de vida de la energía eólica | La huella de carbono de cada etapa |
| Construcción de energía eólica | Emisiones de CO2 procedentes de la construcción de centrales eólicas y del mecanismo de suministro de electricidad |
| Explotación de energía eólica | Emisiones de CO2 o productos de desecho escasas o nulas |
| Recuperación de energía eólica | Emisiones de CO2 procedentes del desmantelamiento de las turbinas eólicas y la restauración de terrenos |
La huella de carbono total de la energía eólica sería igual a la huella de carbono del edificio + de la huella de carbono de funcionamiento + de la huella de carbono del edificio.
Cuál es la Huella de Carbono de la Energía Eólica de Edificios
Las emisiones de CO2 en esta etapa se producen en la construcción de los parques eólicos y el mecanismo de suministro de electricidad.
Se requieren muchos componentes para construir un parque eólico, y la construcción de estos componentes requiere maquinaria que emita CO2. La torre, el rotor, la góndola, el generador y la base de las turbinas, así como las líneas de transmisión, los transformadores y las subestaciones necesarios para suministrar electricidad a los consumidores, tienen una huella de carbono.
Cuál es la Huella de Carbono de la Energía Eólica Operativa
Las turbinas eólicas individuales utilizan la fuerza aerodinámica de las palas del rotor para convertir la energía cinética en electricidad. Los grupos de turbinas (parques eólicos) trabajan juntos para generar grandes cantidades de electricidad.
La energía eólica funciona de la siguiente manera:
- El viento fluye a través de una pala de turbina, creando una diferencia en la presión de aire a través de los dos lados de la pala
- La cuchilla gira en respuesta, haciendo girar el rotor
- Girar el rotor alimenta un generador que crea electricidad
Una planta de energía eólica consta de muchas turbinas individuales en un solo lugar. Las turbinas generan electricidad que luego se transporta a una subestación donde se transmite a los consumidores por líneas de transmisión. Los transformadores reciben la electricidad y aumentan o disminuyen el voltaje según sea necesario antes de que se pueda entregar a los consumidores.
Hay muy pocas emisiones de CO2 o productos de desecho asociados con el funcionamiento de la energía eólica, lo que hace que la huella de carbono de esta fase sea muy baja. Las emisiones de CO2 en esta etapa están asociadas con el funcionamiento del equipo mecánico (por ejemplo, turbinas, generadores, subestaciones, transformadores) en la central eléctrica.
Cuál es la Huella de Carbono de la Energía Eólica de recuperación de Edificios
La energía eólica de recuperación de edificios implica utilizar equipos de construcción para desmantelar turbinas eólicas y restaurar el terreno a su forma original.
Las turbinas eólicas requieren mantenimiento de rutina cada 6 meses y tienen una esperanza de vida de alrededor de 20 años. Las turbinas eólicas en sí mismas son una valiosa fuente de recursos. Las torres, cimientos, generadores y cajas de engranajes generalmente se reciclan porque están hechas de concreto, acero y hierro fundido. Las palas de los aerogeneradores son más difíciles de desechar porque están hechas de materiales compuestos. El coprocesamiento de cemento se utiliza con mayor frecuencia para tratar residuos de cuchillas.
Qué Papel desempeña la Energía Eólica en la Lucha contra el Cambio Climático
La combustión de combustibles fósiles es el principal contribuyente a los niveles atmosféricos de CO2. El cambio climático ocurre cuando el CO2 y otros contaminantes del aire absorben la luz solar y la radiación solar en la atmósfera, atrapando el calor y actuando como un aislante para el planeta. Desde la Revolución Industrial, la temperatura de la Tierra ha aumentado un poco más de 1 grado Celsius (C), o 2 grados Fahrenheit (F). El aumento actual de la temperatura global anual es de 0,18 ° C, o 0,32 ° F, por cada 10 años.
El uso de energía eólica en lugar de energía de combustibles fósiles ayuda a mitigar los siguientes efectos negativos del cambio climático:
- Aumento de las temperaturas: La atmósfera de la Tierra se ha calentado 1,5℃ desde 1880. Esto puede no parecer mucho, pero estos grados crean temperaturas extremas regionales y estacionales, reducen el hielo marino, intensifican la gravedad de las lluvias y las sequías, y cambian los rangos de hábitat para plantas y animales.
- Aumento del nivel del mar: El nivel mundial del mar ha aumentado aproximadamente 8-9 pulgadas desde 1880, desplazando a las personas que viven a lo largo de las costas y destruyendo los hábitats costeros. Carreteras, puentes, subterráneos, suministros de agua, pozos de petróleo y gas, centrales eléctricas, plantas de tratamiento de aguas residuales y vertederos siguen en riesgo si no se controla el aumento del nivel del mar.
- Derretimiento del hielo marino: Desde 1979, el hielo marino del Ártico ha disminuido en un 30%. El hielo marino desempeña un papel importante en la regulación del clima de la tierra al reflejar la luz solar en el espacio y proporcionar hábitat para las especies animales. Si todos los glaciares de la Tierra se derritieran, el nivel del mar aumentaría aproximadamente 70 pies, inundando efectivamente todas las ciudades costeras del planeta.
- Cambios en los patrones de precipitación: Los fenómenos meteorológicos extremos (por ejemplo, huracanes, inundaciones, sequías) se están volviendo más comunes e intensos. Las áreas afectadas por tormentas experimentarán un aumento de las precipitaciones y las inundaciones, mientras que las áreas ubicadas más lejos de las pistas de tormentas experimentarán una disminución de las precipitaciones y las sequías.
- Acidificación del océano: El océano absorbe el 30% del CO2 liberado a la atmósfera, lo que disminuye el pH (aumenta la acidez) del océano. En los últimos 200 años, el pH de los océanos ha disminuido en 0,1 unidades de pH, lo que se traduce en un aumento del 30% en la acidez. La vida acuática que no pueda adaptarse a esta rápida acidificación morirá. Un buen ejemplo de esto es el blanqueamiento de corales, donde los corales expulsan las algas (zooxantelas) que viven en sus tejidos como resultado de cambios en la temperatura, la luz o los nutrientes.
Los expertos afirman que para evitar un futuro plagado por el aumento del nivel del mar, la acidificación de los océanos, la pérdida de biodiversidad, los eventos climáticos más frecuentes y severos y otros desastres ambientales provocados por las temperaturas más altas, debemos limitar el calentamiento global a 1,5 C para 2040.
Cuanto más reducimos las emisiones de CO2, más disminuimos la tasa de aumento de la temperatura, el aumento del nivel del mar, el derretimiento del hielo y la acidificación del océano. Cuando estas tasas se reducen, la biodiversidad de la tierra no tiene que luchar para adaptarse a los cambios de temperatura y pH. Las personas no serán desplazadas debido a las inundaciones de las zonas costeras. Y los icebergs continuarán proporcionando regulación climática.
Qué tan respetuosa con el medio ambiente es la energía eólica
El impacto ambiental de la energía eólica depende en gran medida de dónde se construyan los parques eólicos.
«Respetuoso con el medio ambiente: (de productos) que no dañen el medio ambiente.»
Cambridge Dictionary
En general, la energía eólica es sostenible porque no emite gases de efecto invernadero, y el uso de la tierra, el impacto en la vida silvestre y las preocupaciones de salud pública se pueden mitigar mediante una planificación y ubicación adecuadas de los parques eólicos.
Cuáles son los beneficios ambientales de la Energía Eólica
Aquí están las formas en que la energía eólica beneficia al medio ambiente:
- Protege la calidad del aire: En lugar de quemar materiales, las turbinas eólicas aprovechan la energía cinética del viento para generar electricidad. Las turbinas no producen gases de efecto invernadero y no emiten dióxido de azufre ni óxidos de nitrógeno.
- Pocos productos de desecho: Los parques eólicos no crean subproductos de desechos sólidos mensurables.
- Mitigación del cambio climático: La energía eólica tiene un valor medio de emisión de CO2 equivalente en el ciclo de vida que es mucho menor que el carbón, 11 de CO2 (en tierra) y 12 g de CO2 (en mar) equivalente por kWh, en comparación con 820 g de CO2 equivalente por kWh, respectivamente. Esta reducción de las emisiones de CO2, a su vez, reduce los efectos del cambio climático global, incluido el aumento de las temperaturas, el aumento del nivel del mar, el derretimiento del hielo marino, los cambios en los patrones de precipitación y la acidificación de los océanos.
- Independencia energética: Poder producir nuestra propia electricidad en los Estados Unidos sin la ayuda de países extranjeros es un paso importante para ayudarnos a ser más autosuficientes. El ex presidente George W. Bush firmó la Ley de Seguridad e Independencia Energética de 2007 para reducir el consumo de energía en Estados Unidos. dependencia del petróleo, ampliar la producción de combustibles renovables (y enfrentar el cambio climático global).
- Oportunidades de empleo: Wind apoyó aproximadamente 7,000 empleos solo en los Estados Unidos en 2019. Y es probable que este número haya aumentado porque las perspectivas de empleo en la próxima década son del 61% y el sector de las energías renovables empleó colectivamente a 11,5 millones de personas en todo el mundo en 2019. Los empleos de energía renovable continúan aumentando a medida que comenzamos a darnos cuenta de lo beneficiosa que es la energía renovable para nuestro medio ambiente.
A lo largo de su ciclo de vida, la energía eólica produce 0.el 02% de las emisiones de CO2 por unidad de electricidad que produce el carbón. Y después de 3 a 6 meses de funcionamiento, una turbina eólica ha compensado efectivamente todas las emisiones de su construcción, lo que significa que puede funcionar prácticamente sin carbono durante el resto de su vida útil. También crea puestos de trabajo y promueve la independencia energética, convirtiéndola en una fuente de energía respetuosa con el medio ambiente.
Cuáles son los inconvenientes ambientales de la Energía eólica
Las tres principales preocupaciones asociadas con la energía eólica son el uso de la tierra, el impacto en la vida silvestre y la salud pública.
- Uso de la tierra: los parques eólicos ocupan una cantidad sustancial de tierra, pero las áreas entre y alrededor de las turbinas se pueden utilizar para el pastoreo de ganado, la agricultura, las carreteras y las rutas de senderismo. La cantidad de tierra perturbada cuando se construye una turbina es mínima, y se pueden ubicar en tierras abandonadas para reducir aún más los impactos sobre la tierra.
- Impacto en la vida silvestre: las palas de las turbinas son grandes y representan una amenaza para la vida silvestre voladora, como aves y murciélagos. Si bien esto es cierto, la amenaza es bastante mínima. La extensa investigación y los avances tecnológicos han reducido la muerte de la fauna silvestre causada por las turbinas. Por ejemplo, las turbinas se mantienen inmóviles cuando las velocidades del viento son bajas porque los murciélagos son más activos a estas velocidades.
- Salud pública: las turbinas pueden causar contaminación acústica mecánica y aerodinámica cuando se construyen cerca de zonas residenciales. La ubicación de parques eólicos en lugares remotos o en tierras abandonadas puede reducir este efecto.
La planificación y ubicación adecuadas de los parques eólicos pueden ayudar a mitigar estos inconvenientes ambientales.
Reflexiones finales
La energía eólica es una fuente de energía respetuosa con el medio ambiente con una baja huella de carbono en sus fases de construcción, operación y construcción. Produce las emisiones de CO2 más bajas de todos los tipos de energía, al tiempo que crea puestos de trabajo y promueve la independencia energética. Las preocupaciones ambientales, como el impacto en la vida silvestre, el uso de la tierra y la contaminación acústica, se pueden mitigar mediante la ubicación adecuada de los parques eólicos. Al mirar hacia un futuro impulsado por energías renovables, la energía eólica es una fuente de energía sostenible que beneficia tanto a nuestra atmósfera como a la biota de la Tierra.
Manténgase impactante,
Fuentes
- Oficina de Eficiencia Energética & Energía Renovable: ¿Cómo Funcionan las Turbinas Eólicas?
- Administración de Información de Energía de EE. UU.: Explicación del viento: Dónde se aprovecha la Energía Eólica
- Kiwi Energy: Diferencias Entre la Energía Eólica Terrestre & La Energía Eólica Marina
- NS Energy: Perfilado de diez de los parques eólicos terrestres más grandes del mundo
- National Geographic: Energía Eólica
- Conservar Energía Futuro: La Comparación de Turbinas Eólicas de Eje Horizontal y Vertical
- Britannica: Huella de Carbono
- Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos: Sistema de Registros
- Asociación Nuclear Mundial: Emisiones de carbono de la Electricidad
- Agencia Internacional de Energía Renovable: Energía Eólica
- Asociación Mundial de Energía Eólica: Capacidad eólica mundial a 650,8 GW, la crisis de Corona ralentizará los mercados en 2020, las energías renovables serán el núcleo de los programas de estímulo económico
- Nuestro mundo en Datos: Generación de energía eólica
- Reve: Top 10 países en capacidad de energía eólica
- Science Direct: Evaluación del ciclo de vida (ACV)
- MIT SMR: Sostenibilidad Estratégica Usos del Análisis del Ciclo de Vida
- Academia Eléctrica: Piezas y Funciones de Turbinas Eólicas
- Oficina de Eficiencia Energética & Energía Renovable: Cómo Funciona una Turbina Eólica-Versión de texto
- Agencia de Protección Ambiental de EE. Hoja informativa de energía-Turbinas eólicas
- WindEurope: ¿Qué sucede cuando las turbinas eólicas envejecen? Nuevo Documento de Orientación de la Industria para el desmantelamiento y desmantelamiento
- General Electric: Beneficios Concretos: El Reciclaje de Palas de Turbinas Eólicas Antiguas Podría Ayudar A la Industria del Cemento A Reducir las Emisiones de CO2
- Unión de Científicos Preocupados: Los Costos Ocultos de los Combustibles Fósiles
- Consejo de Defensa de los Recursos Nacionales: Calentamiento Global 101
- La Federación Nacional de Vida Silvestre: Cambio Climático
- Administración Nacional Oceánica y Atmosférica: Cambio Climático – Temperatura Global
- Nivel
- Servicio Geológico de los Estados Unidos: ¿Cómo cambiaría el nivel del mar si todos los glaciares se derritieran?
- Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio, EE.UU.: ¿Cómo afecta el cambio climático a las precipitaciones?
- Administración Nacional Oceánica y Atmosférica: Acidificación de los Océanos
- Servicio Oceánico Nacional: ¿Qué es el blanqueamiento de corales?
- Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático: El Acuerdo de París
- Oficina de Eficiencia Energética & Energía Renovable: Ventajas y Desafíos de la Energía Eólica
- Archivos de la Casa Blanca: Hoja Informativa – Ley de Independencia y Seguridad Energéticas de 2007
- Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos: Resumen de la Ley de Independencia y Seguridad Energéticas
- Agencia Internacional de Energía Renovable: Los empleos de Energía Renovable Continúan Creciendo a 11,5 Millones en todo el mundo
- Oficina de Estadísticas Laborales de los Estados Unidos: Técnicos de Turbinas Eólicas-Manual de Perspectivas Ocupacionales
- Unión De Científicos Interesados: Impactos Ambientales de la Energía Eólica
- Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable: Impactos Ambientales y Ubicación de Proyectos Eólicos