ENERGÍAS RENOVABLES EN LA AGRICULTURA: ¿REGRESANDO AL FUTURO? ? PARTE II

Energía Geotérmica

Las tecnologías geotérmicas producen energía eléctrica o térmica. Tres tipos de plantas de energía geotérmica están operando hoy en día: plantas de vapor seco, plantas de vapor flash y plantas de ciclo binario. Los recursos geotérmicos de altas temperaturas (más de 150 C) se utilizan para la generación de energía.

Las plantas individuales de generación eléctrica pueden ser apenas de 100 kw o tan grandes como de 100 MW. La tecnología es adecuada para mini redes eléctricas rurales, así como para aplicaciones relacionadas con la red nacional.

El calor de la energía geotérmica también puede ser utilizado directamente. Los fluidos geotérmicos se pueden utilizar para fines tales como la calefacción de edificios, cultivar plantas en invernaderos, deshidratar cebolla y ajo, el calentamiento de agua para la piscicultura y pasteurización de la leche.

Por lo general, se utilizan fuentes de de temperaturas bajas o medias (entre 21 C y 150 C). Otra tecnología, las bombas de calor geotérmicas, pueden proporcionar calefacción y refrigeración. Esta tecnología no requiere un recurso hidrotérmico (agua caliente), sino que utiliza el suelo cerca de la superficie como una fuente de calor durante la temporada de calefacción y como sumidero de calor durante la estación de refrigeración.

Aunque los costos de las centrales eléctricas geotérmicas dependen de la naturaleza de los recursos y el tamaño del proyecto, el costo promedio de la energía generada geotérmicamente ha ido disminuyendo.

En 1980, los costos de la electricidad geotérmica variaron desde 10 hasta 14 centavos de dólar por kwh. Debido a la mejora de las tecnologías que han reducido los costes de exploración, producción e instalación, ahora están entre 4-7 centavos por kwh. La capacidad instalada de electricidad geotérmica ofrece más de 2.500 Mw en Estados Unidos, a menudo con factores de capacidad inferior o igual a 90%. Esto es equivalente a proveer las necesidades de energía a casi 2 millones de hogares.

La generación eléctrica, directa o no, ofrece más de 10.000 megavatios térmicos (Mwt), incluidas las bombas de calor geotérmicas. La energía de los sistemas de uso directo se mide en megavatios de calor mientras que las plantas de generación de electricidad se miden en megavatios de electricidad. Algunos proyectos geotérmicos se hacen en “cascadas” de energía geotérmica, usando el mismo recurso para fines diferentes al mismo tiempo, como calefacción y generación de electricidad. Estas cascadas utilizan los recursos de manera más eficiente y mejoran la economía.

Los recursos geotérmicos de bajas a medianas temperaturas son mucho más abundantes y extendidos que los de altas temperaturas. Los recursos geotérmicos de baja y media temperatura existen en todo el oeste de Estados Unidos. El Centro Geo-Heat, en Oregón, ha identificado más de 9.000 pozos termales y manantiales, más de 900 áreas con recursos geotérmicos de bajas a moderadas temperaturas, y cientos de sitios que utilizan esta energía para aplicaciones de uso directo en 16 estados del oeste. Hay 404 sitios con recursos en estos estados que están a menos de diez kilómetros de las comunidades, con un potencial para servir a 9,2 millones de personas (Geo-Heat Center, nd).

La energía geotérmica tiene muchas aplicaciones agrícolas. Hortalizas, flores, plantas ornamentales y plántulas de árboles se cultivan con 43 operaciones de invernadero calentados con energía geotérmica. Cuarenta y nueve operaciones con calor geotérmico se utilizan en acuicultura para producir bagre, tilapia, camarones, cocodrilos, peces tropicales y otras especies acuáticas. Las aplicaciones agro- industriales incluyen la deshidratación de alimentos, el secado de granos, y el cultivo de hongos. El secado de cebolla y ajo es el mayor uso industrial de la energía geotérmica.
Las bombas de calor geotérmicas se pueden usar en la mayoría de las zonas rurales. Se estima que entre 600.000 – 800.000 bombas de calor geotérmicas están ahora en uso en los Estados Unidos. La mayoría de las instalaciones de bombas de calor geotérmicas en los Estados Unidos se encuentran en el medio oeste, Atlántico medio, y los estados del sur (desde Dakota del Norte hasta Florida).

En el futuro, tecnologías nuevas, como los sistemas geotérmicos mejorados (SGM) prometen reducir el costo de la energía geotérmica. Estas pueden ser desarrolladas fracturando roca para aumentar el flujo de fluido subterráneo y la extracción de calor. Los proyectos en curso en Europa y Australia están avanzando en el conocimiento sobre el uso de bienes y servicios ambientales para la producción de energía Bio-refinerías

La discusión sobre la energía renovable a partir de biomasa se centra en el concepto de la “bio-refinería”, donde las nuevas tecnologías se están utilizando para extraer la energía y otros productos valiosos de fuentes de biomasa.

Al igual que las refinerías de petróleo, las bio-refinerías son concebidas como instalaciones industriales que transforman una corriente de materia prima en una lista variada de productos, maximizando su valor al desplazar la mezcla de salida para que coincida con las condiciones dinámicas del mercado. Los productos potenciales de la bio-refinería incluyen los combustibles líquidos, como el etanol y el biodiésel, electricidad, vapor y productos químicos y materiales de alto valor. Muchos de estos productos tienen el potencial para reemplazar al petróleo, ya sea como combustible para vehículos o como materia prima química, lo que resulta en una mayor seguridad energética y en la reducción de emisiones al medio ambiente.

En un sentido, las bio-refinerías ya existen. Ellas transforman maíz en etanol, jarabe de maíz, alimentos para animales y otros productos, o transforman los árboles en una variedad de subproductos de la madera, electricidad y calor, por citar dos ejemplos. Para la próxima generación de bio-refinerías, los investigadores están desarrollando procesos para la explotación de la gran cantidad de energía contenida en la celulosa de las plantas, una meta difícil, pero potencialmente gratificante. En un proceso bioquímico (conocido como la plataforma de azúcar), las enzimas se utilizan para romper las moléculas de celulosa, produciendo azúcares que pueden ser fermentados en etanol o procesados adicionalmente para crear productos industriales y de consumo. Un proceso termoquímico (la plataforma de gas de síntesis) incluye el calentamiento de la biomasa para convertirla en un gas compuesto de algunas moléculas básicas, y luego se procesa esta materia prima para dar combustibles y otros productos mediante técnicas químicas o biológicas. Los investigadores también están buscando formas de convertir las fuentes de biomasa en productos útiles mediante el uso de los avances en genética vegetal y bioquímica, para desarrollar cultivos destinados a productos finales específicos en las biorrefinerías.

Los bioproductos pueden ser la clave para el desarrollo de las bio-refinerías. Podrían proporcionar un mayor valor económico que la producción de energía únicamente, y una mayor diversificación de los productos de estas instalaciones industriales que proporcionan flexibilidad para responder a mercados dinámicos. Un ejemplo de un producto fabricado con las tecnologías de bio-refinería son los bioplásticos de Toyota Motor Corporation, que se utilizan para fabricar componentes de automóviles. Ya utilizados en el Toyota Raum (vendido en Japón), este plástico está hecho de batatas y otras plantas. Otro ejemplo es Sorona de DuPont, una familia de polímeros a base de 1,3-propanodiol (PDO) que se puede usar en telas, plásticos y en otras aplicaciones. El PDO se puede producir a partir de azúcares derivados de maíz.

Estados Unidos tiene importantes recursos de biomasa. Se ha estimado que la celulosa disponible de tierra solo de producciones forestales y agrícolas, las dos mayores fuentes de biomasa potenciales, podría ascender a 1,3 millones de toneladas secas por año. Si bien esta cantidad es seis veces mayor que la producción actual, los investigadores creen que podría lograrse con cambios relativamente modestos en el uso del suelo y prácticas agrícolas y forestales. Otro de los recursos de biomasa con un potencial significativo son los residuos sólidos urbanos, un subproducto de la vida moderna.
Ampliando el potencial de la energía renovable
Las tecnologías de energía renovable se están utilizando en una gran variedad de aplicaciones en granjas y ranchos y hay muchas oportunidades para ampliar su uso en el futuro. Por ejemplo, las granjas basadas en biomasa renovable, y otras fuentes renovables de energía, pueden ser capaces de impulsar la producción de hidrógeno. Los vehículos agrícolas que trabajan con hidrógeno podrían tener la misma eficacia y beneficios ambientales previstos para vehículos ligeros y camiones, y la tecnología de células de combustible de hidrógeno podría suministrar energía a zonas remotas y comunidades.

¿Qué necesitamos para fomentar las fuentes de energía renovables que son importantes para la agricultura, tales como la solar, eólica, geotérmica y de biomasa? El desarrollo de un nuevo futuro energético requerirá investigación, desarrollo, demostración, despliegue y comercialización de nuevas tecnologías. Cada una de estas actividades debe funcionar como parte de un ente continuo que fluye desde el banco de investigación hasta su aplicación comercial, con lazos de retroalimentación entre los distintos pasos.

Colaboración, educación, política, todo será importante.

Fuente:
Choices.org