¿Qué parte de la energía del mundo proviene de combustibles fósiles? ¿Podemos reemplazarla con energía renovable?

clima explicado es una colaboración entre The Conversation, Stuff y el Science Media Center de Nueva Zelanda para responder a sus preguntas sobre el cambio climático.

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¿Cómo se forman los combustibles fósiles, por qué liberan dióxido de carbono y cuánta energía proporcionan al mundo? ¿Cuáles son las fuentes de energía renovable que pueden reemplazar a los combustibles fósiles?

Durante millones de años, los combustibles fósiles se formaron a partir de restos de plantas y animales atrapados en sedimentos, que luego se convirtieron a través del calor y la presión.

más formación de carbón Durante el Carbonífero (hace 360-300 millones de años), era de los anfibios y de los extensos bosques pantanosos.Los fósiles de los árboles mueven grandes cantidades de carbono del aire al suelo, lo que hace que los niveles de dióxido de carbono (CO₂) en la atmósfera disminuyan, lo suficiente como para que el planeta esté más cerca de completarse. estado congelado.

Este cambio de clima, junto con la evolución de los hongos que pueden digerir la madera muerta y liberar su carbono al aire, ha llevado el período de formación del carbón a un punto crítico. final.

El petróleo y el gas natural (metano, CH4) se forman en un proceso similar, no de los árboles sino del plancton marino, y durante un período de tiempo más prolongado.Yacimiento petrolífero de Maui en relación con Nueva Zelanda jovenque data del Eoceno hace unos 50 millones de años.

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Sol ardiente enterrado

Cuando los combustibles fósiles se queman, su carbono reacciona con el oxígeno para formar dióxido de carbono.Esta energía proporcionada originalmente por el solEl carbono que se ha almacenado en enlaces químicos durante millones de años se libera y el carbono se devuelve al aire. Un ejemplo simple es la combustión de gas natural: una molécula de metano y dos moléculas de oxígeno se combinan para producir dióxido de carbono y agua.

+ 2 O solamente → CO + 2 O

Quemar un kilogramo de gas natural libera 15kWh de energía en forma de radiación infrarroja (calor radiante). Esa es una cantidad bastante grande.

Para dejar de empeorar el cambio climático, debemos dejar de quemar combustibles fósiles para obtener energía.Esta es una tarea difícil porque Los combustibles fósiles proporcionan el 84% Toda la energía utilizada por la civilización humana. (Nueva Zelanda depende menos de los combustibles fósiles, sesenta y cinco%.)

Hay muchas fuentes posibles de energía renovable o baja en carbono: nuclear, hidroeléctrica, eólica, solar, geotérmica, biomasa (plantas que queman para obtener energía) y biocombustibles (utilizando plantas para producir combustibles líquidos o gaseosos). Un puñado de centrales eléctricas mareomotrices están en funcionamiento y se están realizando experimentos para generar electricidad a partir de las olas y las corrientes oceánicas.

Pero, de estas fuentes de energía, las únicas dos que pueden escalar a las asombrosas cantidades que usamos son la eólica y la solar.A pesar del impresionante crecimiento (que se duplicó en menos de cinco años), la energía eólica proporciona solo 2,2% Toda la energía y solar 1,1%.

Transición de Energía Renovable

Una gracia salvadora es que es posible un cambio completo a la energía renovable, y es que se desperdicia mucha energía de los combustibles fósiles.

1. Extracción, refinación y transporte de combustibles fósiles 12% Todo uso de energía. En segundo lugar, los combustibles fósiles a menudo se queman de manera muy ineficiente, como en el motor de combustión interna de un automóvil.Un mundo basado en las necesidades de las energías renovables Reducir a la mitad La energía es lo primero.

Los recursos solares y eólicos potenciales son enormes y los costos están cayendo rápidamente.algunos tienen debate Para 2050, podemos hacer la transición a energía totalmente renovable, incluidas las líneas de transmisión y el almacenamiento de energía, y combustibles líquidos totalmente sintéticos.

una imagina Nueva Zelanda está construyendo 20 GW de energía solar y 9 GW de energía eólica.No es irrazonable – Australia ha construyó tantos dentro de cinco años. Deberiamos apurarnos.La construcción y construcción de plantas de energía renovable lleva tiempo. industria Tómese el tiempo para escalar.

Otros factores a considerar

Cambiar a energías renovables puede resolver el problema del combustible y el cambio climático, pero no el problema del aumento del uso de recursos. Construir un sistema de energía completamente nuevo requiere una gran cantidad de materiales, algunos de los cuales son raros y difíciles de extraer. A diferencia de la quema de combustibles, los metales se pueden reciclar, pero eso no ayuda cuando se construye un nuevo sistema por primera vez.

Investigación Resumir Aunque algunos metales son escasos (en particular, el cobalto, el cadmio, el níquel, el oro y la plata), «es poco probable que los sistemas de energía totalmente renovables agoten las reservas y los recursos de metales para 2050». También existe la oportunidad de sustituir materiales más comunes, a costa de cierta eficiencia.

pero muchos metales son altamente localizaciónLa mitad de las reservas mundiales de cobalto están en la República Democrática del Congo, la mitad del litio está en Chile y el 70% de las tierras raras utilizadas en turbinas eólicas y motores eléctricos están en China.

El consumo derrochador es otro tema. Las nuevas tecnologías (robots, drones, internet) y el crecimiento económico conducen a un mayor uso de energía y recursos.Los ricos usan una cantidad desproporcionada de energía y modelan el exceso de consumo desperdicio Otros aspiran, incluidos los ricos emergentes de los países en desarrollo.

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Estudio analiza las emisiones de los hogares en los países europeos establecido El 1% superior de la población con la huella de carbono más alta genera 55 toneladas de emisiones equivalentes de CO2 por persona, en comparación con la media europea de 10 toneladas.

Los científicos advierten sobre el consumo de los ricos vigoroso debate sobre cómo reducirlo manteniendo una sociedad estable.

Una forma de abordar estas preguntas es comenzar desde abajo y preguntar: ¿Cuál es la cantidad mínima de energía requerida para las necesidades humanas básicas?

una Aprender Considerada una «vida decente», que incluye vivienda confortable, alimentación y agua adecuadas, 10.000 km de viaje al año, educación, atención médica y telecomunicaciones para todos en el planeta, claramente algo que hasta ahora no hemos logrado. El estudio encontró que cada persona necesita alrededor de 4.000 kWh de energía por año, menos de una décima parte de la energía que usan actualmente los kiwis, y puede ser proporcionada fácilmente por energía renovable.

Todo el carbono del suelo es energía aprovechable. Lo elegimos. Pero ahora es el momento de parar.