ACTUALIDAD. El uso eficiente de la tierra por las diferentes fuentes de electricidad favorece a la nuclear

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Los requisitos potenciales de la tierra y las emisiones relacionadas con el cambio de uso de la tierra de la energía solar. Fuente: Nature

Toda la producción de energía ocupa tierra, ya sea para una planta de energía o para extraer minerales del suelo. ¿Qué fuentes usan la mayor parte de la tierra y cuáles la usan de manera más eficiente?

16 junio 2022.- Ninguna fuente de energía viene sin ningún impacto ambiental. Ya sea carbón, gas, nuclear o energías renovables, todas las fuentes de energía ocupan terreno; usa agua; y necesita algunos recursos naturales para combustible o fabricación.

Pero hay grandes diferencias en estos impactos entre las fuentes. Los combustibles fósiles emiten muchos más gases de efecto invernadero por unidad de energía que la energía nuclear o renovable. También matan a muchas más personas por la contaminación del aire .

La gente está preocupada por los impactos del uso de la tierra para la producción de energía por varias razones. La primera es la cuestión técnica de si tenemos suficiente tierra para producir toda nuestra energía a partir de fuentes particulares. La segunda es una preocupación estética sobre cuánto de nuestros paisajes podrían ser absorbidos por estas tecnologías. El tercero es el impacto del uso de la tierra en los hábitats naturales y el medio ambiente.

¿Qué fuentes de energía requieren la menor cantidad de tierra?

Una parte del uso total del suelo es el espacio que ocupa una central eléctrica: el área de una central eléctrica de carbón o el terreno cubierto por paneles solares. Se necesita más tierra para extraer el carbón y extraer del suelo los metales y minerales utilizados en los paneles solares. 

Para capturar la imagen completa, comparamos estas huellas en función de las evaluaciones del ciclo de vida. Estos cubren el uso de la tierra de la planta misma mientras está en operación; el terreno utilizado para extraer los materiales para su construcción; la extracción de combustibles energéticos, ya sea utilizados directamente (es decir, el carbón, el petróleo, el gas o el uranio utilizados en las cadenas de suministro) o indirectamente (los insumos energéticos utilizados para producir los materiales); conexiones a la red eléctrica; y el uso de la tierra para gestionar cualquier residuo que se produzca.

En el gráfico de más abajo vemos cómo se comparan las diferentes fuentes de energía. Aquí solo estamos analizando las fuentes clave de electricidad ; dado que el petróleo se usa predominantemente para el transporte, no está incluido. Su uso de la tierra se da en metros cuadrados-año por megavatio-hora de electricidad producida. Esto tiene en cuenta los diferentes factores de capacidad de estas fuentes, es decir, se basa en la producción real de tecnologías intermitentes como la solar o la eólica.

Primero, vemos que hay enormes diferencias entre las fuentes. En la parte inferior del gráfico encontramos la energía nuclear. Es la fuente de tierra más eficiente: por unidad de electricidad necesita 27 veces menos tierra en comparación con el carbón; 18 veces menos que las centrales hidroeléctricas; y 34 veces menos que la energía solar fotovoltaica.

En segundo lugar, vemos que existen grandes diferencias dentro de una misma tecnología energética. Esto se muestra por el amplio rango desde el mínimo hasta el máximo de la huella de tierra. Esto muestra que el uso de la tierra depende mucho de cómo se implementa la tecnología y del contexto local. La energía solar es un ejemplo en el que el contexto y el tipo de material importan mucho. 

Los paneles solares hechos de cadmio usan menos energía y materiales que los paneles de silicio y, por lo tanto, usan menos tierra por unidad. También importa mucho si monta estos paneles en los tejados o en el suelo. La energía solar en la azotea obviamente necesita mucho menos terreno adicional; solo estamos usando el espacio que ya está ocupado, encima de los edificios existentes. Sin embargo, necesitan algo de tierra durante su ciclo de vida porque aún requieren la extracción de los materiales para fabricarlos, así como la energía (principalmente electricidad) utilizada para refinar el silicio. Finalmente, la densidad y el espaciado de los paneles también marcan la diferencia.

El viento es la fuente de electricidad más obvia que deberíamos considerar de manera diferente cuando se trata del uso de la tierra. Lo encuentra separado de las otras fuentes, en la parte inferior del gráfico. Hay varias razones para esto. En primer lugar, la energía eólica marina ocupa espacio, pero es marina, no terrestre . En segundo lugar, la energía eólica terrestre es diferente de otras fuentes de electricidad porque puede utilizar la tierra entre las turbinas para otras actividades, como la agricultura. Este no es el caso de una planta de carbón, gas o nuclear. Esto significa que el uso del suelo de los parques eólicos es muy variable. Se ha calculado el uso del suelo de 22 de los parques eólicos más grandes del mundo [puedes encontrar los cálculos aquí ].

Tomemos como ejemplo el parque eólico Roscoe en Texas, que utiliza 184 m 2 por MWh. Este es un gran proyecto, donde los agricultores pueden generar ingresos adicionales a través de la producción de electricidad mientras continúan con sus operaciones agrícolas entre las turbinas eólicas. El parque eólico es casi un uso secundario del suelo. Esto contrasta con parques eólicos mucho más densos, como Fântânele-Cogealac en Rumania, o Tehachapi Pass en California, donde la producción de energía es el principal uso de la tierra. Estos pueden tener una pequeña huella de tierra de solo 8 m 2 por MWh.


Uso de la tierra de las fuentes de energía por unidad de electricidad 

Las elecciones sobre dónde y cómo implementamos la energía eólica significan que podría usar una gran cantidad de tierra, o posiblemente, menos tierra de la que usamos hoy.

Algunos sugieren que podríamos aplicar el mismo principio a la energía solar. En la evaluación de la UNECE, los números que se muestran en el gráfico, la superficie de los paneles solares se cuenta en su uso directo de la tierra. Pero, no todos los análisis cuentan esto de la misma manera. Algunos sugieren que , debido a que la tierra debajo de los paneles solares a veces se puede usar para otros fines (como la agricultura), debería contarse como 'tierra coutilizada'. 

Existe evidencia de que estos sistemas agrovoltaicos, donde los paneles fotovoltaicos se instalan en tierras agrícolas, podrían ser excelentes ejemplos de tierras compartidasEstudios recientes muestran que, bajo ciertas condiciones, el rendimiento de los cultivos agrovoltaicos puede incluso aumentar en comparación con los cultivos convencionales, debido a un mejor balance hídrico y evapotranspiración, así como a temperaturas reducidas.

Eso destaca un punto importante: los costes del uso de la tierra pueden variar mucho dependiendo de dónde se construyen las fuentes de energía y cuáles son los usos alternativos de esa tierra. Una fuente de energía que se expande hacia hábitats naturales o bosques no es lo mismo que construir una granja solar en un desierto improductivo.

Evaluar nuestra transición energética baja en carbono en su conjunto, es posible que no requiera tanta tierra como asumimos. Una transición basada únicamente en la energía nuclear necesitaría mucho menos terreno del que usamos hoy. Una construcción basada únicamente en energías renovables probablemente requeriría más tierra, pero tal vez no mucho más.

Dado el hecho de que la transición a tecnologías energéticas bajas en carbono evitaría millones de muertes prematuras cada año por la contaminación del aire y abordaría el cambio climático, un pequeño aumento en el uso de la tierra, especialmente en tierras improductivas, parece un precio razonable a pagar.

Fuentes y notas finales

  1. Los datos para todas las fuentes de energía, excepto la eólica, provienen del informe de la CEPE (Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas) sobre las huellas del ciclo de vida de diferentes fuentes de electricidad. Este completo informe proporciona una evaluación de los requisitos de uso de la tierra en varias regiones del mundo.

    CEPE (2021). Evaluación del ciclo de vida de las opciones de generación de electricidad . Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas.

    He calculado el rango de huellas para la energía eólica en función de la capacidad, el área del proyecto y las cifras del factor de capacidad de 22 grandes parques eólicos en todo el mundo. Aquí encontrará mis cálculos y suposiciones .

  2. Por supuesto, las suposiciones subyacentes, como la vida útil de la planta, la eficiencia, la combinación de electricidad de fondo, el transporte de combustible o las técnicas de minería, son parámetros clave que influyen en los resultados del uso de la tierra del ciclo de vida.

  3. Hay dos metodologías comunes para cuantificar el uso del suelo por viento. Está el área del sitio del proyecto : esta es el área del cuadro que dibujaría alrededor del perímetro de un parque eólico. O, alternativamente, está el área de impacto directo, que son los lugares donde las turbinas se plantan en el suelo y la excavación circundante. El informe de la CEPE utiliza el área de impacto directo . Aquí, en cambio, lo calculé en función del área del sitio del proyecto en función de una variedad de parques eólicos terrestres en todo el mundo. Aquí encontrará mis cálculos de estas cifras .

  4. Por ejemplo, RTE, el operador de la red eléctrica de Francia, recomienda este tipo de diferenciación en las categorías de uso del suelo.

  5. Amaducci, S., Yin, X. y Colauzzi, M. (2018). Sistemas agrovoltaicos para optimizar el uso del suelo para la producción de energía eléctrica. Energía aplicada, 220, 545-561.

    Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (2020). Agrovoltaica: Oportunidades para la agricultura y la transición energética .

    Pederson y Cordero (2021). Agrivoltaics: producción de energía solar mientras se protegen las tierras de cultivo .

  6. Los datos de todas las fuentes de energía, excepto la eólica, provienen del informe de la CEPE (Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas) sobre las huellas del ciclo de vida de diferentes fuentes de electricidad. Este completo informe proporciona un metanálisis de los requisitos de uso de la tierra en varias regiones del mundo.

    CEPE (2021). Evaluación del ciclo de vida de las opciones de generación de electricidad . Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas.

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La Crónica del Henares: ACTUALIDAD. El uso eficiente de la tierra por las diferentes fuentes de electricidad favorece a la nuclear
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