La energía renovable es fundamental para combatir el cambio climático y el calentamiento global. El uso de energías limpias y recursos energéticos renovables, como la energía solar, eólica e hidroeléctrica, se origina en los inicios de la historia de la humanidad. La forma en que el mundo aprovechó la energía de estos recursos para satisfacer sus necesidades energéticas evolucionó con el tiempo. Le presentamos un breve resumen de cómo evolucionaron las diferentes formas de generación de energía renovable para diversificar el sector energético global y el suministro de energía mundial.

Los esfuerzos por aprovechar el poder del sol se remontan a la antigüedad, cuando los griegos y los romanos usaban espejos ardientes (espejos cóncavos que concentran los rayos del sol) para encender antorchas. El primer colector solar conocido del mundo, un dispositivo que capta la radiación solar, se inventó en 1767 y luego se empleó para cocinar alimentos. Luego, a finales de la década de 1800, se produjo el advenimiento del primer calentador de agua solar comercial y la primera celda solar, un aparato que podía convertir la luz en electricidad.

Según el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas, la década de 1950 marcó la era moderna de la investigación solar con la formación de la International Solar Energy Society y una mayor investigación y desarrollo de la energía solar por parte de múltiples industrias. A principios de la década de 1960, la energía solar térmica (la concentración de la luz solar para crear calor) se utilizó ampliamente para proporcionar agua caliente a los hogares en Israel, mientras que las celdas solares, también conocidas como celdas solares fotovoltaicas, se volvieron más eficientes. La crisis energética y el aumento de los precios del petróleo en la década de 1970 impulsaron aún más el desarrollo de la energía solar, ya que más países invirtieron en tecnología solar como fuente de energía alternativa a los combustibles fósiles.¹

Desde la década de 1990, la innovación continua en la producción de energía y las políticas energéticas gubernamentales, como los incentivos fiscales, estimularon el crecimiento de la industria de la energía solar y el uso de esta. Comenzó la construcción de plantas de energía solar a gran escala, incluidas plantas termosolares, y hubo una expansión de la generación de electricidad solar distribuida en ubicaciones residenciales y comerciales a través de paneles solares montados en los techos. La energía solar también se convirtió en una fuente de energía para los vehículos eléctricos, ya que los conductores cargan sus automóviles a través de sus propios sistemas de techo domésticos y en estaciones de carga públicas que funcionan con energía solar. En 2022, la generación solar fotovoltaica alcanzó casi 1300 teravatios hora de electricidad, un 26 % más que el año anterior.²

La demanda de energía solar está impulsada en parte por empresas que buscan hacer la transición a fuentes de energía renovables para cumplir con sus objetivos ESG. Para algunas, la producción de energía solar se convirtió en una operación interna; empresas como GPT Group, un grupo inmobiliario diversificado que cotiza en la Bolsa de Valores de Australia (ASX), instalaron paneles solares fotovoltaicos en el sitio. Para realizar un seguimiento de los resultados de tales esfuerzos, incluida la eficiencia energética y la reducción de emisiones, GPT Group despliega una herramienta SaaS que consolida los datos ESG empresariales para su análisis y generación de informes.

Los seres humanos han utilizado durante mucho tiempo la energía eólica con fines mecánicos. Los molinos de viento simples en China se usaban para bombear agua y los molinos de viento de eje vertical se usaban para moler grano en Medio Oriente en el año 200 a.C. El Medio Oriente también se convirtió en el hogar de la producción de alimentos impulsada por molinos de viento en el siglo XI. Posteriormente, en Europa, los holandeses adaptaron molinos de viento para diversos usos industriales, incluida la fabricación de papel y el drenaje de lagos. Y, en el siglo XIX, los colonos de las Américas emplearon molinos de viento para bombear agua para la agricultura.³

Con el tiempo, el uso de la energía eólica pasó de sus aplicaciones mecánicas a la generación de electricidad. Al ingeniero eléctrico James Blyth se le atribuye la construcción de la primera turbina eólica del mundo en su patio trasero en Escocia en 1887, mientras que sus colegas innovadores en energía eólica, Charles Brush y Poul la Cour, siguieron con turbinas propias en Ohio y Dinamarca, respectivamente, antes de finales del siglo XIX. Más tarde, Blyth construyó una segunda turbina eólica para alimentar un asilo local, Brush usó la suya para alimentar su mansión y la Cour aprovechó la energía eólica para iluminar una escuela.⁴

Sin embargo, la generación de energía eólica tardó décadas en lograr la viabilidad a escala comercial. Al igual que con la energía solar, las crisis energéticas de la década de 1970 acentuaron el interés por la energía eólica. Dinamarca emergió como uno de los primeros líderes en energía eólica comercial, ya que las políticas del gobierno danés apoyaron el desarrollo de la industria eólica del país. Luego se instalaron parques eólicos a escala de servicios públicos en California en la década de 1980, seguidos de parques eólicos en Alemania y España en la década de 1990.

Hoy en día, las turbinas eólicas de todo el mundo producen más de 2100 teravatios hora (TWh) de electricidad al año. Si bien la mayoría de las turbinas están ubicadas en tierra, los parques eólicos marinos desempeñaron un papel cada vez más importante en la generación de electricidad mundial en los últimos años, que representa el 18 % del crecimiento de la capacidad eólica en 2022.⁵

Como sugiere el prefijo “hidro”, la energía hidroeléctrica es la energía derivada del agua, específicamente, el flujo de agua. Al igual que con la energía eólica, los humanos se beneficiaron durante mucho tiempo de las aplicaciones mecánicas de la energía hidroeléctrica. Los antiguos griegos, por ejemplo, emplearon la energía hidroeléctrica para convertir las ruedas hidráulicas que molían el trigo en harina.⁶

Sin embargo, el uso de la energía hidroeléctrica para generar electricidad no se convirtió en algo común hasta mucho después. La innovación en la tecnología de turbinas de agua tuvo lugar a lo largo del siglo XIX, incluida la invención de la turbina Francis por parte del ingeniero británico-estadounidense James Francis, que sigue siendo ampliamente utilizada en la actualidad. A finales del siglo XIX, dicha innovación culminó en proyectos hidroeléctricos que iban desde uno que alimentaba una sola lámpara en una casa en Inglaterra en 1878 hasta, cuatro años más tarde, una central hidroeléctrica completa con una capacidad de 12.5 kW que abastecía a dos fábricas de papel y una residencia.^{6, 7}

Países de todo el mundo pronto se convirtieron en sede de proyectos hidroeléctricos, desde Australia hasta Canadá. Luego de la Segunda Guerra Mundial, el desarrollo de la energía hidroeléctrica se aceleró aún más, con proyectos estatales en Europa, Norteamérica, Japón y la antigua Unión Soviética. Hoy en día, los dos proyectos hidroeléctricos más grandes del mundo son represas en Sudamérica y China: la represa de Itaipú, de 14 000 megavatios, en el río Paraná, en la frontera entre Brasil y Paraguay, y la presa de las Tres Gargantas, de 22 500 megavatios, a lo largo del río Yangtze de China.

La energía hidroeléctrica desempeña un papel importante no solo en la generación de electricidad, sino también en el almacenamiento de energía. A través de la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo, un modelo de almacenamiento de energía que data de la década de 1890, el agua fluye entre dos depósitos de agua a diferentes alturas. Cuando la energía es abundante de otras fuentes (como parques solares y eólicos), la energía se utiliza para bombear agua a un depósito superior. Según sea necesario, el agua se libera del depósito superior al depósito inferior para generar electricidad, “básicamente llenando los vacíos durante el pico de demanda”, según el Departamento de Energía de EE. UU (DOE).⁸

La energía geotérmica proviene del calor dentro de la Tierra. Se puede emplear para calentar y enfriar edificios y para generar electricidad (energía geotérmica). Los humanos aprovecharon la energía geotérmica desde al menos el periodo Paleolítico, cuando las aguas termales se usaban para bañarse. Sin embargo, el primer uso comercial conocido de la energía geotérmica tuvo lugar hasta 1830, cuando la gente podía pagar un dólar para usar baños alimentados por tres fuentes termales en la ciudad de Hot Springs, Arkansas. Unos 60 años después, se instaló el primer y peor sistema de calefacción urbana en Boise, Idaho, que bombeaba agua de aguas termales a más de 200 hogares y negocios.⁹

Sin embargo, a pesar de toda la innovación geotérmica en Estados Unidos, los europeos establecieron la primera planta de energía geotérmica. En 1904, un príncipe italiano, Piero Conti, alimentó bombillas a través de un experimento de energía geotérmica que aprovechó el vapor del campo geotérmico Larderello de Toscana. Su trabajo culminó más tarde con la construcción de una central eléctrica comercial alimentada por vapor en la región.

Hoy en día, los sistemas de energía geotérmica ayudan a satisfacer una parte significativa de la demanda de energía en países de todo el mundo. Históricamente, el desarrollo de las plantas de energía geotérmica estuvo limitado por las condiciones naturales: una ubicación prospectiva necesitaba tener calor natural, fluido para transportar ese calor y caminos a través de las rocas para que ese fluido viajara. Sin embargo, algunos científicos esperan que los avances tecnológicos potencien la construcción de plantas de energía geotérmica y el consumo de energía geotérmica en más lugares.

La energía geotérmica puede formar parte de la combinación de fuentes de energías renovables utilizadas por las empresas para cumplir con sus objetivos ESG. Celestica, una empresa multinacional especializada en soluciones de diseño, fabricación y cadena de suministro, redujo su dependencia del gas natural mediante la transición a la energía geotérmica en sus instalaciones de Oradea, Rumanía. La empresa, que también invirtió en sistemas solares fotovoltaicos in situ, emplea software para optimizar los datos en sus esfuerzos de energías renovables.

La bioenergía es una fuente de energía renovable derivada de la biomasa, materiales orgánicos de plantas y animales. A lo largo de la historia de la humanidad, las personas aprovecharon la bioenergía quemando madera, que proporcionaba calor y luz. La madera era el principal combustible para cocinar y calentar, mientras que otra forma de biomasa, el aceite vegetal, era el combustible principal para encender lámparas antes del siglo XIX.

La biomasa puede convertirse en combustibles líquidos conocidos como biocombustibles. Los dos biocombustibles más comunes son el etanol, un tipo de alcohol, y el biodiésel, que se produce mediante un proceso químico conocido como transesterificación mediante aceites vegetales o grasas animales. El uso de biocombustibles en motores de combustión interna se remonta a más de un siglo. Rudolf Diesel, el ingeniero mecánico alemán que inventó el motor diésel en 1897, experimentó con aceites vegetales en su trabajo, mientras que el etanol figura en la lista del Departamento de Energía de Estados Unidos como uno de los primeros combustibles automotrices. El interés por el etanol, especialmente como aditivo de la gasolina, se disparó tras la crisis energética de la década de 1970 y el aumento de los precios del petróleo.

Las técnicas de producción de biocombustibles y las materias primas siguen evolucionando. Los científicos están trabajando en el uso de los desechos de la industria alimentaria y de plantas, y las algas para superar las limitaciones de suministro y uso de la tierra asociadas con los cultivos empleados para generaciones anteriores de biocombustibles.¹⁰ Además, en los últimos años se incrementó la demanda de un biocombustible conocido como diésel renovable.

El diésel renovable es similar al biodiésel, pero se produce mediante un proceso químico diferente. Su popularidad se debe en parte al hecho de que es un combustible “de reemplazo”: puede usarse en motores diésel sin mezclarlo con diésel de petróleo. En 2023, por ejemplo, un fabricante de equipos de generación de energía en Francia anunció que cambiaría del diésel de petróleo al diésel renovable para las pruebas de generadores, lo que resultaría en una disminución significativa de las emisiones de gases de efecto invernadero.

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