¿Dónde proviene la energía?

¿De dónde procede la mayor parte de nuestra energía?

Las respuestas dependen de nuestro inventario de fuentes. Nuestro suministro de energía procede principalmente de los combustibles fósiles, con la energía nuclear y las fuentes renovables completando la mezcla. Estas fuentes se originan principalmente en nuestra estrella local, el Sol. La electricidad entra en su propia categoría porque es un vector energético y no una fuente primaria. Aquí analizamos los pros y los contras de cada recurso y examinamos algunas de las tecnologías emergentes que podrían transformar nuestra situación energética en el futuro.

Además de la energía solar directa procedente de fuentes fotovoltaicas y termosolares, el carbón, el petróleo, el gas natural, la biomasa e incluso la energía eólica e hidráulica que aprovechamos para generar electricidad derivan originalmente su contenido energético de los efectos de la luz solar. Descubra cómo nuestra estrella local es la fuente de energía por excelencia.

Los expertos prevén un aumento del 11% de la demanda de electricidad en Estados Unidos de aquí a 2040. ¿De qué fuentes dependemos actualmente para generar nuestro suministro de energía eléctrica y cómo podrían cambiar en el futuro?

Los combustibles fósiles suministran la energía asequible que necesitamos para muchas de las funciones esenciales de nuestra sociedad. Conozca los costes y beneficios de cada una de estas fuentes, incluidas las consecuencias medioambientales de mantener el statu quo.

¿De dónde procede la energía en el universo?

3.1 El Sol es la principal fuente de energía para los organismos y los ecosistemas de los que forman parte. Productores como las plantas, las algas y las cianobacterias utilizan la energía de la luz solar para fabricar materia orgánica a partir de dióxido de carbono y agua. Esto establece el inicio del flujo de energía a través de casi todas las redes tróficas.

3.2 El alimento es un biocombustible utilizado por los organismos para adquirir energía para los procesos vitales internos. Los alimentos se componen de moléculas que sirven de combustible y material de construcción para todos los organismos a medida que se libera y utiliza la energía almacenada en las moléculas. La descomposición de las moléculas alimentarias permite a las células almacenar energía en nuevas moléculas que se utilizan para llevar a cabo las numerosas funciones de la célula y, por tanto, del organismo.

3.3 La energía disponible para realizar un trabajo útil disminuye a medida que se transfiere de un organismo a otro. Los elementos químicos que componen las moléculas de los seres vivos pasan a través de las cadenas alimentarias y se combinan y recombinan de diferentes maneras. En cada nivel de la cadena alimentaria, parte de la energía se almacena en nuevas estructuras químicas, pero la mayor parte se disipa en el medio ambiente. El aporte continuo de energía, procedente en su mayor parte de la luz solar, mantiene el proceso en marcha.

¿De dónde viene la energía?

La energía es como la comida: la necesitamos todos los días, pero no solemos pensar de dónde viene ni qué hace falta para producirla. Para mantener las luces encendidas (y otras funciones importantes) todos los días, no podemos depender de una sola fuente de energía.  De hecho, la energía utilizada para producir electricidad en Estados Unidos procede de diversas fuentes. Los combustibles fósiles representan el 81% de la electricidad, y el gas natural y el carbón producen el 61,8%. El gas natural produce el 31,7% de nuestra electricidad, y la energía nuclear el 18%. La energía hidráulica es responsable de sólo el 7,5%, seguida de otras renovables como la biomasa, la geotérmica, la solar y la eólica.  La electricidad solar es una tendencia al alza; sin embargo, sólo produce el 1,3% de nuestra electricidad.  Un artículo de Direct Energy lo resume bien: “La diversidad de la producción de electricidad de Estados Unidos refleja su diversidad como nación”. Estados Unidos depende de diversos recursos para obtener energía. Cuando no brilla el sol, no obtenemos mucha electricidad de la energía solar. Cuando no sopla el viento, la energía eólica es mínima. El equilibrio proporciona una disponibilidad de energía constante.

¿De dónde procede la energía en la Tierra?

Aunque parece obvio que hay una enorme cantidad de energía en las partículas y la radiación que impregnan el universo, esta energía puede estar equilibrada por la energía negativa causada por la atracción gravitatoria entre las partículas. Como explicó Stephen Hawking, cuando se separan dos objetos, es necesario gastar energía para vencer la gravedad que los atrae. Como se necesita energía positiva para separarlos, la gravedad debe ser energía negativa.

Si esa teoría es correcta, entonces nunca hubo necesidad de crear energía o materia: se anulan mutuamente. Eso implica que el big bang pudo empezar como una simple fluctuación estadística.

La energía puede transferirse entre distintos almacenes. La energía y la materia son equivalentes, por lo que la energía nuclear, por ejemplo, comienza como materia. Cuando se hace un inventario de toda la materia y la energía del universo, la suma es cero, lo que parece, cuando menos, contraintuitivo.

Según Albert Einstein, masa y energía son equivalentes y, según Tryon, la energía positiva asociada a la masa se contrarresta con la energía potencial gravitatoria, que es negativa. Además, según la teoría cuántica de campos, las partículas entran y salen de la existencia de forma rutinaria. Tryon sugirió que lo mismo podría ocurrir con un universo.