Modelo de energía solar

ResumenLa transición hacia la sostenibilidad a largo plazo de los sistemas energéticos globales basados en recursos energéticos renovables puede mitigar simultáneamente varias amenazas crecientes para la sociedad humana: las emisiones de gases de efecto invernadero, las desviaciones climáticas inducidas por el hombre y la superación de los límites planetarios críticos. Sin embargo, la estructura óptima de los futuros sistemas y las posibles vías de transición siguen siendo cuestiones abiertas. Esta investigación describe un sistema global de electricidad 100% renovable, que puede alcanzarse en 2050, y los pasos necesarios para hacer posible una transición realista que evite la perturbación de la sociedad. Los resultados de la modelización muestran que se puede construir un sistema eléctrico neutro en carbono en todas las regiones del mundo de forma económicamente viable. Esta transformación radical requerirá cambios constantes pero evolutivos durante los próximos 35 años, y conducirá a un suministro eléctrico sostenible y asequible a nivel mundial.

\left( {\mathop {\sum }{limits_{t = 1}^{{mathbf{Stor}} \left( {{mathrm {CAPEX}_t \cdot {\mathrm {crf}_t + {\mathrm {OPEXfix}_t} \derecha). + {\mathrm {OPEXvar}_t \cdot E_{mathrm{out}},t,r} + {\mathrm {LCOEgen}_r \cdot {\mathrm {El}_{{mathrm{storLoss}},r} \right)/{\mathrm {El}}_{{\mathrm{cons}}\,r},$$

Herramientas de modelización de la energía

Estas fuentes de energía se denominan no renovables porque sus suministros están limitados a las cantidades que podemos extraer de la tierra. El carbón, el gas natural y el petróleo se formaron durante miles de años a partir de los restos enterrados de antiguas plantas y animales marinos que vivieron hace millones de años. Por eso también llamamos a esas fuentes de energía combustibles fósiles.

La energía nuclear se produce a partir del uranio, una fuente de energía no renovable cuyos átomos se dividen (mediante un proceso llamado fisión nuclear) para crear calor y, finalmente, electricidad. Los científicos creen que el uranio se creó hace miles de millones de años, cuando se formaron las estrellas. El uranio se encuentra en toda la corteza terrestre, pero la mayor parte es demasiado difícil o demasiado cara para extraerlo y transformarlo en combustible para las centrales nucleares.

Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, la biomasa de las plantas era la principal fuente de energía, que se quemaba para obtener calor y alimentar a los animales utilizados para el transporte y el arado. Las fuentes no renovables empezaron a sustituir la mayor parte del uso de la energía renovable en Estados Unidos a principios del siglo XIX, y a principios del siglo XX, los combustibles fósiles eran las principales fuentes de energía. El uso de la biomasa para calentar los hogares siguió siendo una fuente de energía, pero principalmente en las zonas rurales y para el calor suplementario en las zonas urbanas. A mediados de la década de 1980, el uso de la biomasa y otras formas de energía renovable comenzó a aumentar, en gran medida debido a los incentivos para su uso, especialmente para la generación de electricidad. Muchos países están trabajando para aumentar el uso de las energías renovables como forma de ayudar a reducir y evitar las emisiones de dióxido de carbono.

Modelización financiera de las energías renovables

La energía renovable es la energía procedente de fuentes que se reponen de forma natural pero con un flujo limitado; los recursos renovables son prácticamente inagotables en cuanto a su duración pero limitados en cuanto a la cantidad de energía disponible por unidad de tiempo.

Hasta mediados del siglo XIX, la madera era la fuente de casi todas las necesidades energéticas del país para la calefacción, la cocina y la iluminación. Desde finales del siglo XIX hasta hoy, los combustibles fósiles -carbón, petróleo y gas natural- han sido las principales fuentes de energía. La energía hidráulica y la madera fueron los recursos energéticos renovables más utilizados hasta la década de 1990. Desde entonces, las cantidades de consumo de energía de Estados Unidos procedentes de biocombustibles, energía geotérmica, energía solar y energía eólica han aumentado. La producción y el consumo totales de energía renovable en Estados Unidos alcanzaron máximos históricos en 2020.

En 2020, las energías renovables proporcionaron alrededor de 11,59 cuatrillones de unidades térmicas británicas (Btu)-1 cuatrillón es el número 1 seguido de 15 ceros-, lo que equivale al 12% del consumo total de energía de Estados Unidos. El sector de la energía eléctrica representó alrededor del 60% del consumo total de energía renovable de Estados Unidos en 2020, y alrededor del 20% de la generación total de electricidad de Estados Unidos procedió de fuentes de energía renovables.

Cañas de Nrel

Los planificadores de energías renovables de los países en desarrollo deben ser cautos a la hora de utilizar las herramientas analíticas formuladas en los países desarrollados. El consumo tradicional de energía, las transiciones económicas y demográficas, la desigualdad de ingresos y la economía informal son algunas de las características de los países en desarrollo que pueden contradecir los supuestos de las herramientas analíticas más utilizadas. En este estudio, sintetizamos el debate de los estudios de revisión anteriores sobre los modelos energéticos para los países en desarrollo y, a continuación, ampliamos el alcance de los estudios anteriores destacando los métodos emergentes del pensamiento sistémico, el pensamiento del ciclo de vida y el análisis de apoyo a la decisión. A continuación, analizamos cómo se han utilizado estas herramientas para el análisis de las energías renovables en los países en desarrollo y descubrimos que no todos los estudios son conscientes de las cuestiones críticas emergentes en los países en desarrollo. Ofrecemos aquí una guía para seleccionar la herramienta analítica más adecuada, principalmente cuando se trata de modelar y analizar la energía para los países en desarrollo. También sugerimos posibles mejoras futuras de la herramienta analítica para la modelización y el análisis de las energías renovables en los países en desarrollo.

Por Nerea Pico

Bienvenid@, soy Nerea Pico. Te invito a leer mi blog, soy una apasionada de la naturaleza.