No estoy muy seguro de qué pregunta responder aquí, porque la pregunta se ha fusionado con otra. No me gusta esta práctica de fusionar preguntas, cuando las preguntas son significativamente diferentes. La pregunta de respuesta apareció en mis notificaciones como algo así como “Einstein dijo que la energía no se crea ni se destruye, sino que solo se transforma de una forma a otra. Entonces, ¿de dónde vino?” Y este es un tipo particular de pregunta metafísica, que encuentro algo molesto, pero no obstante haría un esfuerzo para responder. Pero esta pregunta sobre la crisis energética es mucho más real y práctica, por lo que responderé a esta en su lugar.
Chris Rentsch dio una respuesta que es directa y al grano y contiene toda la física esencial.
La declaración de Einstein es una declaración de la primera ley de la termodinámica: lo que Chris señala es que la segunda ley de la termodinámica también es importante. Una forma de plantear la segunda ley es decir que existe una eficiencia teórica máxima en la que se puede extraer el trabajo utilizable de una fuente de energía: esto nunca es del 100% y en la práctica es un poco menos para la mayoría de las fuentes de energía que se utilizan. actualmente utilizable: las eficiencias térmicas están realmente más cerca del 30-40% para algunas de las principales fuentes de energía que utilizamos, como por ejemplo la quema de productos derivados del petróleo, carbón, gas natural. La generación de energía nuclear tiene aproximadamente la misma eficiencia térmica con los diseños actuales: los diseños avanzados podrían tener temperaturas de trabajo más altas que mejorarían esa eficiencia térmica, pero las temperaturas de trabajo más altas conllevan más riesgos y se requerirán diferentes materiales.
El resto de la energía se convierte en calor, y aunque todavía se puede usar una cierta cantidad de esta con fines útiles, hay un punto en el que la eficiencia cae demasiado para que sea práctica. En ese punto, todo es calor residual. Y no se puede evitar la producción de calor residual.
Entonces, ¿de dónde viene la crisis energética?
La respuesta es que necesita una fuente de energía para producir energía utilizable, a medida que transforma la energía en otras formas. Una vez que la energía se ha transformado en una nueva forma, no puede volver a transformarla en la forma original y usarla nuevamente. Eso costará más energía utilizable que la que obtendrá, incluso si lo hace. La crisis energética es una crisis de energía utilizable y una escasez inminente de las fuentes de energía conocidas con las cuales producir energía utilizable, dada la velocidad a la que la humanidad está utilizando estas fuentes. Es una crisis de recursos finitos.
Las soluciones son muchas y todas deben ser prácticas. La generación de energía eólica y solar está muy cerca de ser fuentes inagotables de energía utilizable, pero tienen la desventaja de que son fuentes de baja densidad de energía y también fuentes intermitentes. Requerirían sistemas de distribución en todo el continente, así como la construcción de instalaciones de almacenamiento de energía a gran escala para ser realmente prácticos para la producción de energía eléctrica, si son las únicas fuentes que se alimentan a la red de distribución. Este es un problema de ingeniería muy importante y difícil de resolver. No he visto ninguna propuesta realmente práctica para hacer frente a estos problemas: tampoco he visto análisis de costos reales que considero creíbles.
La energía nuclear basada en la fisión tiene el potencial de generar electricidad en una escala de tiempo bastante larga, incluso con las reservas actuales ricas, baratas y conocidas de mineral de uranio y torio. Con las tasas de uso actuales, puede haber entre 400 y 500 años de suministro. Pero las tasas de consumo están lejos de ser constantes. En promedio están creciendo aproximadamente exponencialmente.
También todavía hay mucho petróleo disponible a costos progresivamente más altos.
Pero en última instancia, estas fuentes de energía muy fácilmente explotadas demostrarán ser finitas.
El verdadero problema es que la población humana está creciendo exponencialmente y todas las personas quieren usar la energía a la mayor velocidad posible; Esto hace que la vida sea mucho más cómoda, por lo que es perfectamente natural y comprensible que eso sea lo que la gente quiere. También quieren y se ven obligados a reproducirse, y a la larga, esto significará que algunas de las fuentes de energía utilizables se agotarán.
Estas son las dimensiones aproximadas de la crisis energética, es real y hay que hacer algo.
Yo diría que hay dos cosas importantes que deben hacerse. El crecimiento de la población debe terminarse e idealmente se aplicaría una reducción gradual de la población. No veo la necesidad de más de mil millones de humanos para habitar la Tierra. Con un billón, o mejor, incluso un par de cientos de millones de humanos, se podrían resolver muchos problemas, y muy probablemente la energía solar y eólica podrían convertirse en soluciones a muy largo plazo.
Tampoco existe una crisis energética: muchos recursos son limitados y se están utilizando a un ritmo demasiado rápido.
No hay ninguna señal de que esto suceda: así que soy pesimista. Las personas realmente no pueden planificar a largo plazo, es decir, en una escala de muchas vidas humanas. Hay muy pocas instituciones humanas que se hayan mostrado verdaderamente capaces de hacerlo. No estamos hechos de esa manera, parece.
Por lo tanto, defiendo firmemente que los seres humanos deberían pasar a la generación de energía nuclear para la mayor parte de nuestra producción de electricidad como medida provisional, y que lo más rápido posible pasamos a usar la electricidad para casi todas las necesidades de transporte. En este momento, la energía nuclear es práctica a gran escala y es, con mucho, la forma más segura y limpia de producir energía, a pesar de las afirmaciones de algunas personas.
Esto ayudaría a darle a la humanidad algo de tiempo para respirar y pensar durante el cual, con suerte, no habría un colapso masivo en los sistemas económicos debido a una escasez de energía.
Además, los productos derivados del petróleo son un recurso muy preciado: demasiado preciado para quemar alguno de ellos para la producción de electricidad. Estos hidrocarburos aromáticos y de cadena larga son críticos para muchos aspectos de la vida moderna en el mundo desarrollado.
Probablemente hay una cantidad mínima irreducible de petróleo que debe usarse para el transporte, en particular para el combustible de los aviones. Pero gran parte del transporte puede ser para usar electricidad.
La esperanza sería que a largo plazo las personas se despertaran a ciertas realidades, pero puede ser una gran esperanza.