Pasamos a hacer un repaso de las energías disponibles en el mercado y su análisis desde el punto de vista de su eficiencia energética (TRE, Tasa de Retorno Energético) y de los residuos o impacto en la atmósfera

Energías fósiles

En primer lugar tenemos las energías fósiles:

• Carbón
• Petróleo
• Gas
• Y Uranio (Nuclear)

Todas estas energías se caracterizan por ser fósiles, es decir: son materias primas que se originaron hace millones de años por procesos solares geotécnicos y hay que extraerlas del subsuelo con un impacto medioambiental alto.

Además, salvo la energía nuclear, el resto generan muchas emisiones de CO2, especialmente el carbón.

Las energías o combustibles fósiles (carbón, petróleo, uranio y gas natural) son recursos no renovables formados a partir de materia orgánica descompuesta durante millones de años. Representan más del 80% de la energía global y se utilizan principalmente para el transporte, la generación de electricidad y la calefacción.

Las emisiones globales de CO2 por combustibles fósiles alcanzan máximos históricos, rondando los 38.100 millones de toneladas anuales. Estos datos son clave para entender la crisis climática actual. Su quema para electricidad, transporte e industria es el motor principal del cambio climático.

El uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas natural) genera la mayor parte de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel global. Al quemar estos hidrocarburos, el carbono almacenado durante millones de años se libera a la atmósfera en forma de dióxido de carbono CO2, alterando el balance natural del planeta.

En cambio, la energía nuclear no genera ninguna emisión pero presenta el problema de los residuos nucleares y su custodia que dura cientos de años.

Tasa de Retorno Energético (TRE) ó EROI en Inglés

La TRE (Tasa de Retorno Energético), mide la eficiencia de una fuente energética, calculando cuánta energía útil se obtiene por cada unidad de energía invertida en su producción.

Petróleo

Históricamente, el petróleo ha sido una fuente de energía altamente eficiente. A principios del siglo XX, la extracción de crudo fácil presentaba una TRE muy elevada (cercana a 100:1). Sin embargo, a medida que los yacimientos tradicionales se agotan y se recurre a fuentes más complejas (como las arenas bituminosas, la fracturación o la perforación en aguas profundas), el gasto energético en la extracción aumenta. Se estima que la TRE global del petróleo actual se encuentra en un rango de entre 11:1 y 30:1, lo que la sigue haciendo viable, pero con una tendencia decreciente a largo plazo.

Carbón

Históricamente, el carbón ha sido una de las fuentes de energía con mayor retorno, debido a su alta densidad energética y a que durante décadas se extrajo de yacimientos superficiales muy accesibles.

Los valores típicos de la TRE del carbón varían según la calidad del yacimiento y las técnicas de extracción:

• Carbón de alta calidad (hulla/antracita): Su TRE se sitúa en promedio entre 20:1 y 46:1. Esto significa que por cada unidad de energía invertida en extraerlo y procesarlo, se obtienen entre 20 y 46 unidades de energía útil.
• Carbón de baja calidad (lignito/turba): Su TRE es menor, rondando valores de 2:1 a 7:1.

Gas Natural

La Tasa de Retorno Energético (TRE o EROI, por sus siglas en inglés) del gas natural se sitúa en promedio entre 5 y 6 unidades de energía útil obtenidas por cada unidad invertida en su extracción y procesamiento. Este índice mide la eficiencia de este recurso como fuente de energía neta.

La TRE varía en función de la facilidad de extracción:

• Gas convencional: Puede alcanzar una tasa de hasta 10:1 en pozos altamente presurizados.
• Gas no convencional (fracturación, fracking en inglés): Cae hasta valores cercanos a 1:1 o 5:1, debido al alto consumo de energía requerido para la fracturación hidráulica y la perforación horizontal.

Nuclear

La Tasa de Retorno Energético (TRE o EROI en inglés) de la energía nuclear suele situarse en un rango de 10 a 15 unidades de energía útil obtenidas por cada unidad invertida. Este cálculo engloba el costo de extraer el uranio, el refinado, la construcción de la central y su mantenimiento.

Reparto de emisiones por combustible

Las emisiones varían significativamente dependiendo de la fuente de energía utilizada para generar una cantidad determinada de calor o electricidad:

• Carbón: Es el combustible más intensivo en carbono. La generación eléctrica con carbón emite más CO2 que el petróleo o el gas natural.
• Petróleo: Utilizado principalmente en el transporte, sus emisiones continúan en aumento debido a la lenta transición hacia vehículos eléctricos.
• Gas Natural: Aunque es considerado el más «limpio» de los combustibles fósiles, la combustión de gas natural sigue liberando cantidades masivas de CO2 además de otros contaminantes.
• Nuclear: cero emisiones.

Energías renovables

Las energías renovables son fuentes inagotables de energía aparentemente limpia y reutilizable:

• Solar
• Eólica
• E hidráulica

Se regeneran naturalmente. Son el pilar de la transición ecológica al no emitir gases de efecto invernadero, reduciendo así drásticamente la huella de carbono y el impacto ambiental.

El uso de estas fuentes reduce de manera fundamental los costes del sistema eléctrico y la dependencia de los combustibles fósiles.

Sin embargo, las energías renovables no son tan limpias ni tan eficientes como parecen y. debemos prestar especial atención al problema de los residuos que dejan en la superficie cuando hay que desecharlas.

Tasa de retorno energético

La energía solar presenta una TRE de valores de entre 5 y 20 unidades de energía devuelta por cada unidad invertida, dependiendo de su ubicación geográfica.

La energía eólica presenta la Tasa de Retorno Energético (TRE) de la energía eólica oscila generalmente entre 20 y 80 (es decir, por cada unidad de energía invertida, se obtienen entre 20 y 80 unidades de energía útil). Esta métrica varía según el tamaño de la turbina y la velocidad del viento, ubicándose como una de las fuentes renovables más eficientes.

La energía hidráulica tiene la Tasa de Retorno Energético (TRE) -EROI por sus siglas en inglés- más altas del sector renovable. Por cada unidad de energía invertida en construir la infraestructura y operar la central, la hidráulica devuelve entre 50 y 250 unidades energéticas útiles.

A nivel de eficiencia de conversión, el proceso de transformación de la energía potencial del agua en electricidad es muy alto, alcanzando rendimientos de entre el 90% y el 95%. A diferencia de otras tecnologías de generación renovable, los proyectos hidroeléctricos destacan por su alta capacidad de almacenamiento y su durabilidad a largo plazo.

Residuos

Aquí, las energías renovables salen mal paradas , salvo la hidráulica.

Los paneles solares tienen una vida útil de 25 a 30 años y están compuestos principalmente de vidrio, aluminio, silicio y cobre. Tras su ciclo, se gestionan mediante procesos térmicos, mecánicos y químicos que recuperan hasta el 95% de estos materiales para la economía circular.

La gestión de estos residuos fotovoltaicos se articula en torno a los siguientes puntos clave:

• Composición: Un panel estándar se compone de un 75% de vidrio, un 10% de plástico, un 8% de aluminio, un 5% de silicio y un 1% de cobre y metales preciosos como la plata.
• Proceso de reciclaje: Se desmonta el marco de aluminio y se tritura o calienta el panel a altas temperaturas (hasta 500°C) para separar y recuperar el vidrio, el silicio y los metales valiosos.
• Normativa en la Unión Europea: El reciclaje de estos módulos es obligatorio, debiendo los fabricantes hacerse cargo de su recogida y tratamiento al final de su vida útil.

En cuanto a la energía eólica, entre 85% y el 90% del peso de un aerogenerador (acero de la torre, cobre, cimientos) se recicla sin problemas. El mayor reto son las palas, compuestas de fibra de vidrio/carbono y resinas. Para darles una segunda vida, se utilizan procesos como la pirólisis, solvólisis o el coprocesamiento en cementeras.

Algunos países como España, país líder en energía renovable, ha impulsado fuertemente la economía circular en este sector. En la región destaca la planta Energy Loop en Navarra (impulsada por Iberdrola) y el proyecto Waste to Fiber (Acciona), diseñados para triturar, tratar y recuperar estos materiales compuestos.

Hidráulica

Se puede decir que los residuos que genera la hidráulica es CERO, si obviamos el hecho de que la construcción de una presa requiere ingentes cantidades de hormigón y además, grandes superficies de terreno quedan bajo el agua. Sin embargo, la duración de una central hidráulica puede ser de cientos de años.

Sin embargo, como explica el ingeniero Don Antonio Turiel de la Universidad Autónoma de Madrid, las energías renovables son dispersas e intermitentes, lo que implica serias limitaciones para llegar a depender exclusivamente de ellas; todo esto, insiste el Sr. Turiel nos debe llevar obligadamente a implementar todo tipo de medidas de ahorro de gasto energético en casas, hoteles y empresas y, de manera especial, medidas de ahorro de agua para poder mantener el nivel de vida que hoy tenemos.

De todo ello, la conclusión a la que llegamos es que las energías probablemente más limpias y más eficientes son la hidroeléctrica y la nuclear, pasando después a la eólica  y por último a la solar. Pero, la energía más limpia del mundo sin ninguna duda es aquélla que no se consume o no se despilfarra.