¿Cuál es la principal fuente de energía en el planeta?

Nuestro suministro de energía proviene principalmente de combustibles fósiles, con energía nuclear y fuentes renovables que completan la mezcla. Estas fuentes se originan principalmente en nuestra estrella local, el Sol y los efectos gravitacionales.

Fuentes de energia

Hay 5 fuentes fundamentales de energía:

  1. Fusión nuclear en el Sol (energía solar): la energía solar llega del Sol por radiación electromagnética. Se puede usar directamente para calentar y convertir en electricidad para otros usos. Es una fuente casi ilimitada, es renovable y, en gran medida, no contaminante.
  2. Gravedad generada por la Tierra y la Luna: la atracción gravitacional de la Luna en la Tierra provoca mareas. El flujo de marea puede aprovecharse para impulsar turbinas. Esta es también una fuente de energía casi ilimitada y es en gran medida no contaminante.
  3. Reacciones de fisión nuclear: el uranio radioactivo se concentra y se convierte en barras de combustible que generan grandes cantidades de calor como resultado de la desintegración radiactiva. Este calor se usa para convertir el agua en vapor. La expansión del vapor se puede utilizar para impulsar una turbina y generar electricidad. Una vez que se propuso como una forma barata, limpia y segura de generar energía, la energía nuclear ha sufrido cierta desventaja. Los costos de asegurar que las plantas de energía nuclear estén limpias y seguras y el problema de la eliminación de desechos radiactivos, que no son seguros, así como las preguntas sobre la seguridad de las plantas bajo cuidado humano, han contribuido a esta desventaja.
  4. Energía en el interior de la Tierra: la descomposición de los elementos radiactivos ha producido calor a lo largo de la historia de la Tierra. Es este calor el que hace que la temperatura aumente con la profundidad en la Tierra y es responsable del derretimiento de las rocas del manto para formar magmas. Los magmas pueden llevar el calor hacia la corteza. El agua subterránea que circula en las proximidades de las intrusiones ígneas transporta el calor hacia la superficie. Si se puede aprovechar esta agua caliente, se puede usar directamente para calentar hogares, o si se atrapa a gran profundidad bajo presión, se puede convertir en vapor que se expandirá y conducirá una turbina para generar electricidad. y
  5. Energía almacenada en enlaces químicos: la energía almacenada en enlaces químicos genera reacciones químicas. Cuando tienen lugar las reacciones, esta energía se libera o se absorbe. Si se absorbe, se almacena en el enlace químico para su uso posterior. Si se libera, puede producir energía térmica útil. electricidad y luz. Algunos ejemplos son las pilas de combustible de hidrógeno, la energía de biomasa y, por último, los combustibles fósiles . Los combustibles fósiles son carbón, petróleo y gas natural.

Paradójicamente es CO2.

La paradoja es que el CO2 es lo que queda después de quemar (oxidar) cualquier combustible a base de carbono como la forma básica de extraer energía de él. Por lo tanto, es lo último que desearía considerar como una fuente de energía.

Lo primero que pensarías como una fuente de energía es el Sol. La Tierra absorbe 120,000 teravatios (TW) (casi 4 × 10 ^ 24 julios al año) del Sol.

Sin embargo, el 99,99% de él solo está pasando por la radiación térmica de regreso al espacio, como un viajero en una sala del aeropuerto que no pasa por inmigración y, por lo tanto, no se cuenta como un contribuyente al PIB de ese país. Como fuente de energía, el Sol solo suministra la energía que logramos aprovechar, ya sea mediante la agricultura o la energía eólica o solar fotovoltaica o la acción de las mareas o las olas o lo que sea.

La generación de energía total en la actualidad, por supuesto, es de alrededor de 15 TW, todas menos la porción de energía nuclear que se puede atribuir al Sol de una forma u otra. Trampas agrícolas suficientes para alimentar a 7 mil millones de personas a quizás 1500 kCal o 6 MJ al día cada una, alrededor de 0.5 TW en total, un mero 3% de la generación / consumo total de energía. Si contar la energía perdida por las ineficiencias en la agricultura y el procesamiento de alimentos es una buena pregunta, pero no una que haga una gran diferencia en el punto principal aquí.

Parte de esa energía se destina a calentar nuestros edificios en invierno, pero eso sigue siendo solo una parte de los 15 TW.

Pero luego, cuando emitimos CO2 a la atmósfera, atrapa el calor, como si estuviéramos utilizando la energía del Sol para calentar un invernadero. Al aumentar el CO2 podemos atrapar más calor. El IPCC estima que el CO2 que hemos agregado para elevarlo de 280 ppm a las 405 ppm actuales ha elevado la captura de calor en 3.7 W / m2 o casi 2,000 TW. Por otro lado, la temperatura más alta del planeta ha aumentado la pérdida de radiación en el espacio, por lo que una cifra de “uso” más significativa podría ser de 1/3 a 1/2 de esa cantidad, digamos aproximadamente 40 veces nuestra generación de energía total.

No importa si es bueno o malo calentar el planeta de esta manera, y si lo hicimos intencionalmente o no. Al agregar CO2 a la atmósfera, hemos podido utilizar este producto de desecho de la generación de energía para capturar y retener una porción mucho mayor de la energía del Sol que por cualquier otro medio en la actualidad.

El CO2 es como el papel de regalo que da más que el regalo en sí. En una fría noche de invierno, un hombre sin hogar podría morir de frío antes de morir de hambre. Si le compras pescado y papas fritas, el periódico en el que vino envuelto podría salvarlo antes que el pescado.

Pero hoy estamos en un interglacial, el punto culminante de cada una de las glaciaciones de 100,000 años de los últimos millones de años, y el calor adicional del papel de regalo desechado no es algo que necesitemos en este momento. También es papel ácido que tampoco es bueno.

La luz del sol, presente y pasado, por un margen enorme. Las fuentes solares incluyen flujo solar, viento, olas, energía del agua, madera, turba y otros productos vegetales, carbón y petróleo. Geotérmica, una fuente secundaria muy menor, proveniente del calor residual interno de formación, reacciones nucleares en el núcleo y fricción de marea. Pequeña fuente terciaria de las mareas oceánicas, cortesía de la energía orbital específica de la luna y la tierra. No estamos aprovechando significativamente la energía orbital en comparación con las pérdidas naturales, pero aún parece un sistema peligroso para quitarle energía a …