Las 5 principales fuentes comerciales de energía renovable

La energía renovable es buena para los negocios

2020 ha sido sin duda un año de primicias. Pero, ¿sabía usted que también ha sido un año de éxitos sin precedentes en el sector de las energías limpias?
Por primera vez, la generación de energía renovable no sólo ha superado la producción de energía a base de carbón, sino que también se ha colocado firmemente como la opción energética más barata, a escala y probada disponible.
Los fondos de inversión corporativos y medioambientales, sociales y de gobernanza (ESG) impulsaron gran parte de ese crecimiento. Demostrando que las energías renovables son buenas para los negocios, los acuerdos de compra de energía (PPA) de las empresas aumentaron, mientras que los compromisos públicos de las empresas, como el RE100, de cambiar al 100% de energías renovables también superaron al mercado.
¿Qué hace que una fuente de energía sea renovable y por qué son tan populares?

¿Qué es la energía renovable?

Hay dos factores clave que hacen que la energía sea renovable. En primer lugar, se genera a partir de recursos naturales que se reponen fácilmente. En segundo lugar, la energía renovable también genera pocas o ninguna emisión de gases de efecto invernadero (GEI).
Mucha gente piensa que la energía renovable es algo nuevo. En realidad, la energía disponible a través de los recursos naturales es algo en lo que la humanidad ha confiado desde que aprendió a cocinar con fuego de leña, a navegar a nuevos lugares gracias a la fuerza del viento o a alimentar las primeras fábricas con ruedas de agua.

La energía renovable es la opción energética más barata

El dinero habla. Y ya se sabe que, al aprovechar diversas fuentes, la energía renovable es a menudo la opción energética más barata, incluso sin subvenciones gubernamentales.
La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) publicó en mayo de 2020 un informe que muestra que el coste de la energía solar fotovoltaica a escala de servicios públicos -la tecnología de paneles solares más extendida, versátil y rentable del mercado actual- o de la energía solar fotovoltaica disminuyó un 82% desde 2010. Durante el mismo periodo de tiempo, los costes de la energía eólica terrestre y marina disminuyeron un 39% y un 29%, respectivamente.
Por tanto, la descarbonización del sector eléctrico no solo es posible, sino que es asequible, lo que explica que las energías renovables estén sustituyendo a los combustibles fósiles. Según la Administración de Energía de EE.UU., las energías renovables representaron más del 17% de la combinación energética de EE.UU. en 2019, casi el doble del 9% que representaban en el año 2000. Las proyecciones conservadoras son que podemos superar el 30% en los próximos 10 años, para 2030.

Las 5 principales fuentes de energía renovable comercial, clasificadas por cuota de mercado y crecimiento, son:

1. Eólica
2. Hidroeléctrica
3. Solar
4. Geotérmica
5. Potenciadores emergentes de emisiones

#1: Energía eólica

«Hasta ahora, el viento es una fuerza indómita e incontrolada; y muy posiblemente uno de los mayores descubrimientos que se harán en el futuro será el de domesticarlo y aprovecharlo.»
– Abraham Lincoln
En su informe 2019 Wind Powers America, la Asociación Americana de Energía Eólica identifica el viento como la principal fuente de energía renovable y sin emisiones de Estados Unidos.
La energía eólica proporciona el 7% de toda la electricidad de Estados Unidos con casi 60.000 aerogeneradores a gran escala que operan en 41 estados y dos territorios – consulta el mapa eólico de Estados Unidos para ver dónde se genera la electricidad cerca de ti. La energía eólica incluye electricidad generada en emplazamientos terrestres (como Frontier II, de 350 MW, en Oklahoma, y Maryneal, de 182 MW, en Texas), enormes torres marinas y turbinas más pequeñas situadas en y entre propiedades comerciales. En 2020, la Administración de Información Energética predice que el viento se convertirá en la fuente de generación número 1, con un 44% de toda la nueva capacidad de generación eléctrica.
No es de extrañar que la generación eólica se sitúe en el puesto número 1 si se tiene en cuenta que el uso de la energía eólica por parte de la humanidad se remonta a los primeros barcos de vela, en algún momento entre el 3000 y el 1500 a.C. Los molinos de viento de Nashtifan (Irán), que funcionan desde hace más de 1.000 años, se encuentran entre los más antiguos del mundo y han soportado vientos de hasta 74 millas por hora. Tanto si se utiliza como energía para el transporte como si se convierte en energía mecánica para bombear agua, moler grano o alimentar máquinas de vapor, la energía eólica es limpia, abundante y está disponible en todo el mundo.
¿Qué es lo próximo para el viento? Gracias a los grandes avances en el rendimiento en tierra y a la creación de enormes torres eólicas en alta mar, la mayor turbina tiene actualmente más de 722 pies de altura y genera individualmente 9,5 MW de electricidad. En el futuro, las turbinas podrán ser aún más altas y aéreas, e incluirán desde cometas de grado militar hasta microgeneradores que funcionen en entornos con poco viento e incluso turbinas sin aspas.

Número 2: Energía hidráulica

«El agua es para mí, lo confieso, un fenómeno que despierta continuamente nuevos sentimientos de asombro tan a menudo como lo veo»

– Michael Faraday, 1853 Inventor del primer generador eléctrico.
El número 2 (antes el número 1 hasta que el viento lo superó en 2020) es ese dador de vida: el agua y su alternativa de generación de energía, la hidroeléctrica. Según la Asociación Nacional de Energía Hidráulica, la energía producida por las aguas en movimiento -ríos, arroyos y mareas oceánicas- representa el 7% de la generación total de electricidad.
La energía hidráulica es una de las fuentes de energía más antiguas del planeta. Los agricultores de la antigua Grecia utilizaban el agua en movimiento para hacer girar las turbinas y realizar tareas como la molienda del grano. Durante la revolución industrial estadounidense, la energía hidroeléctrica proporcionó la energía mecánica necesaria para producir textiles y otros equipos. Y en 1882 se construyó la primera central hidroeléctrica de Estados Unidos en Appleton (Wisconsin), que alimentó el alumbrado de una fábrica de papel y de varias viviendas. Uno de los mayores holdings energéticos comerciales del país, Duke Energy (empresa matriz de Duke Energy Renewables), comenzó sus operaciones como empresa hidroeléctrica en 1900. La empresa sigue poseyendo y operando 31 instalaciones hidroeléctricas y dos de almacenamiento por bombeo.
Hoy en día, 2.500 presas en 41 estados y dos territorios proporcionan 78 gigavatios (GW) de energía hidroeléctrica convencional y 22 GW de almacenamiento por bombeo. En comparación, hay más de 80.000 presas en todo el país que no producen electricidad. Aunque no todas estas presas son aptas para la producción de energía, un estudio del Departamento de Energía de EE.UU. sugiere que la adición de capacidad de generación de energía a sólo 100 de estas presas podría añadir hasta 8 GW de nueva capacidad renovable, energía suficiente para abastecer a unos 3,2 millones de hogares y aumentar el tamaño de la flota hidroeléctrica convencional existente en un 10%.
Al igual que cualquier fuente de generación de energía creada por los seres humanos, la energía hidroeléctrica tiene aspectos buenos y malos. El conocido impacto negativo sobre los peces y los ecosistemas naturales está provocando la demolición de muchas presas antiguas. Un avance es la posibilidad de combinar la energía hidroeléctrica con el almacenamiento de energía para trabajar conjuntamente con la solar cuando el sol no brilla y/o el viento cuando el aire está quieto. La generación híbrida de energía renovable se trata con más detalle en el número 5 de nuestra lista.

#3: Solar

«Yo apostaría por el sol y la energía solar. ¡Qué fuente de energía! Espero que no tengamos que esperar a que se acabe el petróleo y el carbón para abordarlo. Ojalá me quedaran más años!»
– Thomas Edison
El sol es otra fuente natural de energía, que emite suficiente energía cada segundo para satisfacer la demanda energética mundial durante más de dos horas. Así que no es de extrañar que la generación de energía solar, como la solar fotovoltaica, sea uno de los recursos comerciales de energía renovable de más rápido crecimiento.
La generación solar funciona en cualquier lugar donde brille el sol y ocho estados de EE.UU. ya generan más del 5% de su electricidad a partir de la energía solar. California está a la cabeza con cerca del 19% y en Carolina del Norte, donde tiene su sede Duke Energy Renewables, el 6% de la energía procede de la energía solar. Se espera que el mercado solar estadounidense alcance los 3 millones de instalaciones en 2021 y los 4 millones en 2023.
Aprovechar el sol para obtener energía tiene una historia antigua, que se remonta al año 7 a.C., cuando los seres humanos lo utilizaron por primera vez para encender fuego. Las primeras células solares y fotovoltaicas de silicio capaces de convertir la energía del sol en energía suficiente para hacer funcionar los equipos eléctricos cotidianos fueron desarrolladas en 1954 por Daryl Chapin, Calvin Fuller y Gerald Pearson en los laboratorios Bell. La planta solar que lleva más tiempo en funcionamiento, Solar Energy Generating Systems (SEGS), comenzó a generar energía solar a escala comercial en la década de 1980 en el desierto de Mojave.
Hoy en día, la generación solar abarca desde cargadores solares ultraligeros y portátiles adecuados para mochileros hasta operaciones solares a gran escala, como el mayor tejado solar de Amazon en Colorado, y desde la energía solar en universidades y escuelas hasta proyectos a escala de servicios públicos, como el proyecto Holstein Solar de 200 MW en Texas. Los investigadores calculan que, con todos los avances en tecnologías solares, podríamos lograr una mejora del 700% en la producción de energía para 2050 (o antes).

#4 Geotermia

«En la antigua economía, la energía se producía quemando algo… La nueva economía energética aprovecha la energía del viento, la energía procedente del sol y el calor del interior de la propia tierra»
– Lester R. Brown
La energía geotérmica (el calor de la Tierra) es la número 4 de nuestra lista de las principales fuentes comerciales de energía renovable. El agua caliente existe de forma natural a distintas temperaturas y profundidades bajo la superficie de la Tierra. Se pueden perforar pozos muy profundos de una milla o más en estos depósitos subterráneos para aprovechar y llevar el vapor a la superficie para utilizarlo en diversas aplicaciones, como la generación de electricidad, la calefacción y la refrigeración, y otros usos directos. En Estados Unidos, la mayoría de los depósitos geotérmicos se encuentran en los estados del oeste. El mayor grupo de centrales geotérmicas del mundo se encuentra en The Geysers, un campo geotérmico en el norte de California que también utiliza aguas residuales recuperadas como fuente de agua añadida.

La primera central geotérmica situada en la Toscana, Italia, comenzó a funcionar en 1904. Generaba apenas 10 kilovatios de electricidad, suficiente para alimentar cinco bombillas. Una de las principales ventajas de la energía geotérmica es que no requiere combustible, lo que la hace inmune a las fluctuaciones del coste del mismo. Sin embargo, los costes de capital -principalmente el coste de la perforación- suelen ser elevados. También existe un alto riesgo financiero asociado a la localización de recursos geotérmicos viables.
El futuro de la geotermia puede estar en sus subproductos, concretamente en el valioso mineral litio. El litio es un componente fundamental de las tecnologías de baterías a gran escala utilizadas en los sistemas de almacenamiento de energía en baterías y en los vehículos eléctricos. Para crear nuevas fuentes de este codiciado mineral, el estado de California está financiando un proyecto de extracción de litio para crear un subproducto rentable y sin emisiones a partir de la generación de energía geotérmica existente.

#5 Energías renovables emergentes &Reductores de emisiones

«Si quieres encontrar los secretos del universo, piensa en términos de energía, frecuencia y vibración»
– Nikola Tesla
El número 5 de nuestra lista incluye tecnologías emergentes de energías renovables, así como innovaciones que, por sí mismas, no generan estrictamente energía. En cambio, aumentan otros recursos energéticos renovables. Los «potenciadores», como los llamaremos, tratan de superar la intermitencia de las energías renovables, como la eólica y la solar, y de reducir los costes y las emisiones.

Los potenciadores de las energías renovables incluyen:

• Almacenamiento de energía: al capturar la energía producida en un momento y almacenarla para su uso en otro, el almacenamiento de energía se considera un medio fundamental para garantizar que las nuevas fuentes de energía no se desperdicien (p. ej, la reducción de la energía eólica y solar cuando hay demasiada energía en la red) y están disponibles cuando las fuentes no están produciendo (por ejemplo, por la noche cuando los paneles solares no están captando energía del sol). Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS) son, con mucho, el almacenamiento de energía de más rápido crecimiento y más extendido, y añaden resiliencia energética y un importante ahorro de costes cuando se combinan con proyectos solares y eólicos. Ejemplo: el proyecto de almacenamiento en batería de 36 MW de Notrees, el mayor proyecto de almacenamiento en batería de Estados Unidos en un parque eólico. Otros sistemas de almacenamiento de energía son la energía hidroeléctrica por bombeo (PSH) y el almacenamiento de energía por gravedad, que es un sistema mecánico de rápida aparición que se verá mucho más en el futuro.
• Pilas de combustible e hidrógeno verde – Las pilas de combustible funcionan como las baterías, pero no se agotan ni necesitan recargarse. Producen electricidad y calor siempre que se les suministre combustible. En la actualidad, ese combustible suele ser el hidrógeno fabricado mediante el proceso de electrólisis del agua con combustibles fósiles. Para lograr la ausencia de emisiones, una variante de la fuente de combustible llamada «hidrógeno verde» se crea mediante el mismo proceso de electrólisis, pero se alimenta de energía eólica y/o solar sin emisiones. Las pilas de combustible se utilizan para suministrar energía de base in situ.
• Eficiencia energética – A medida que los edificios, los vehículos y los dispositivos se vuelven más eficientes, se utiliza o se necesita producir menos energía. Cuanta menos energía se utilice, menos generación se necesitará. Asegurar altos niveles de eficiencia energética reducirá la necesidad de cada fuente de generación de energía.
• Electrificación – Se trata de la conversión de una máquina o sistema a energía eléctrica. Desde la calefacción y la refrigeración de los edificios hasta los coches, autobuses, camiones, barcos y aviones, la electrificación desplaza las necesidades energéticas hacia fuentes de energía más limpias y ayuda a alcanzar más rápidamente las emisiones netas cero. Muchos señalan que el futuro de la energía es la descarbonización y la electrificación de los vehículos. Esto significa todo, desde las bicicletas eléctricas hasta los enormes camiones mineros de 45 toneladas que son tan grandes como un edificio de oficinas de tres pisos.

Las tecnologías emergentes de energía renovable a las que hay que prestar atención son:

• Energía mareomotriz: una fuente de energía renovable que se obtiene del flujo y reflujo de los océanos. En su forma más sencilla, las turbinas situadas bajo la superficie del océano giran cuando las mareas suben y bajan para producir electricidad que se devuelve a la costa mediante cables submarinos. La energía mareomotriz también se produce a través de grandes estructuras construidas a lo largo de un río, generalmente cerca de su desembocadura en el océano, llamadas presas. Como todavía no hemos descubierto cómo limitar los impactos negativos en los sensibles ecosistemas de los océanos y las playas, y los costes siguen siendo elevados, Estados Unidos no cuenta con ninguna central de generación de energía mareomotriz a escala comercial. Pero el éxito en Asia y el interés por combinarla con las plantas desalinizadoras para crear agua dulce potable a partir del agua de mar pueden cambiar esta situación en un futuro no muy lejano.
• Biogás – El biogás se produce mediante la degradación bacteriana anaeróbica de los residuos animales y vegetales. Esto difiere de la biomasa/los biocombustibles, que algunos llaman renovables porque los combustibles como la madera o la caña de azúcar se regeneran, pero se omitieron de esta lista porque actualmente se consideran fuentes de combustible «altamente emisoras». Las bacterias no son muy exigentes. Estos microorganismos devoran los residuos agrícolas, el estiércol, las aguas residuales municipales, los residuos verdes o los residuos alimentarios. El biogás resultante es metano, también llamado gas natural, que luego se quema para generar electricidad. Un ejemplo de ello es la colaboración de Duke Energy con las centrales lecheras de sus territorios de servicio para canalizar el metano del estiércol a través de sus gasoductos de gas natural hasta las instalaciones de generación. En Estados Unidos, empresas como Connecticut también están invirtiendo mucho tiempo y dinero en combinar la energía solar, la eólica y el biogás en los vertederos y otros emplazamientos «abandonados» para proporcionar una fuente constante de generación de energía.
• Energía radiante – Como energía transmitida en el movimiento de las ondas, especialmente las electromagnéticas (por ejemplo, los imanes más el movimiento), esta forma de energía natural puede recogerse directamente del medio ambiente o extraerse de la electricidad ordinaria por el método llamado fraccionamiento. Uno de los primeros teléfonos inalámbricos basados en la energía radiante fue inventado por Nikola Tesla en 1916. Hoy en día, se puede ahorrar el 99% del coste de la electricidad normal mediante el uso de la energía radiante. Hay varios pilotos de dispositivos que funcionan solos y que aprovechan la energía radiante. No se necesita ninguna central eléctrica. La energía renovable definitiva es la que se produce en el propio aparato. Permanezca atento.
• Futuras energías renovables – En los laboratorios de todo el mundo se están explorando muchas innovaciones. Algunas, como el combustible del aire y las mejoras exponenciales en la capacidad de las células solares, parecen muy prometedoras. Queda por ver qué futuras fuentes de energía renovable alcanzan la escala, la seguridad y la fiabilidad necesarias para alimentar un mundo con necesidades de electricidad.

¿Qué fuente de energía renovable es la mejor para usted?

Aún en tiempos inciertos, la demanda de energía limpia sigue creciendo. La gran noticia es que, en la última década, las innovaciones en materia de energías renovables han salido de la categoría de «energía alternativa» y se han convertido en la corriente principal al ser muy asequibles, cada vez más fiables y estar generalmente disponibles para un amplio público. Será divertido comparar las listas en 2030 con las principales fuentes de energía renovable en 2020. Esperamos hacer una actualización para usted entonces!

Acerca de Duke Energy Renewables

Aprender los fundamentos de la energía renovable, incluyendo los principales tipos de energía renovable es el primer paso en el desarrollo de soluciones de energía sostenible para su negocio. Obtener esa información de una fuente de confianza con un historial de prestación de servicios y soluciones de energía renovable es igualmente importante.
Somos Duke Energy Renewables y trabajamos con profesionales de la sostenibilidad en grandes empresas como The Home Depot, Sprint y Ball Corporation para integrar soluciones sostenibles en sus operaciones para producir ahorros de energía y objetivos de reducción de carbono. Somos expertos en guiarle hacia el ahorro de energía, la independencia energética y estamos aquí para ayudarle.