Una revisión de las fuentes de energía renovable, los problemas de sostenibilidad y la mitigación del cambio climático. - Standard Digital News | Noticias verdaderas de Venezuela y el Mundo

Una revisión de las fuentes de energía renovable, los problemas de sostenibilidad y la mitigación del cambio climático.

El mundo se está convirtiendo rápidamente en una aldea global debido al creciente requerimiento diario de energía por parte de toda la población del mundo, mientras que la tierra en su forma no puede cambiar. La necesidad de energía y sus servicios relacionados para satisfacer el desarrollo social y económico, el bienestar y la salud humanos está aumentando.

 Volver a las energías renovables para ayudar a mitigar el cambio climático es un enfoque excelente que debe ser sostenible para satisfacer la demanda de energía de las generaciones futuras. El estudio revisó las oportunidades asociadas con las fuentes de energía renovable que incluyen: seguridad energética, acceso a la energía, desarrollo social y económico, mitigación del cambio climático y reducción de los impactos ambientales y de salud. A pesar de estas oportunidades, existen desafíos que dificultan la sostenibilidad de las fuentes de energía renovable hacia la mitigación del cambio climático. 

Estos desafíos incluyen fallas del mercado, falta de información, acceso a materias primas para el futuro despliegue de recursos renovables y nuestra huella de carbono diaria. El estudio sugirió algunas medidas y recomendaciones de políticas que, cuando se consideren, ayudarían a lograr el objetivo de las energías renovables para reducir las emisiones, mitigar el cambio climático y proporcionar un medio ambiente limpio y energía limpia para todas las generaciones futuras.

Declaración de interés público

La energía es un requisito en nuestra vida cotidiana como una forma de mejorar el desarrollo humano que conduce al crecimiento económico y la productividad. El retorno a las energías renovables ayudará a mitigar el cambio climático es una forma excelente, pero debe ser sostenible para garantizar un futuro sostenible y legar a las generaciones futuras para satisfacer sus necesidades energéticas. El conocimiento sobre las interrelaciones entre el desarrollo sostenible y las energías renovables en particular es aún limitado. El objetivo del documento es determinar si las fuentes de energía renovables son sostenibles y examinar cómo un cambio de fuentes de energía basadas en combustibles fósiles a fuentes de energía renovables ayudaría a reducir el cambio climático y su impacto. Se empleó una investigación cualitativa mediante la revisión de artículos revisados ​​por pares en el área de estudio. Este estudio sacó a la luz las oportunidades asociadas a las fuentes de energía renovables;

El mundo se está convirtiendo rápidamente en una aldea global debido al creciente requerimiento diario de energía por parte de toda la población del mundo, mientras que la tierra en su forma no puede cambiar. La necesidad de energía y sus servicios relacionados para satisfacer el desarrollo social y económico, el bienestar y la salud humanos está aumentando. Todas las sociedades reclaman los servicios de la energía para satisfacer necesidades humanas básicas como: salud, iluminación, cocina, confort espacial, movilidad y comunicación y sirven como procesos generativos . Asegurar el suministro de energía y frenar la contribución de la energía al cambio climático son los dos desafíos primordiales del sector energético en el camino hacia un futuro sostenible. Es abrumador saber en el mundo actual que 1.400 millones de personas carecen de acceso a la electricidad, mientras que el 85% de ellos vive en zonas rurales. Como resultado de esto, se proyecta que el número de comunidades rurales que dependen del uso tradicional de biomasa aumentará de 2.700 millones en la actualidad a 2.800 millones en 2030 ).

Históricamente, la primera extracción comercial de carbón registrada ocurrió en 1.750, cerca de Richmond, Virginia. Momentáneamente, el carbón se convirtió en el combustible más preferido para las máquinas de vapor debido a su mayor capacidad de transporte de energía que las cantidades correspondientes de combustibles a base de biomasa (leña y carbón vegetal). Cabe señalar que el carbón era comparativamente más barato y un combustible mucho más limpio también en los últimos siglos . El predominio de la generación de energía basada en combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) y un aumento exponencial de la población durante las últimas décadas han llevado a una creciente demanda de energía que ha generado desafíos globales asociados con un rápido crecimiento del dióxido de carbono (CO 2 ). emisiones  Un cambio climático significativo se ha convertido en uno de los mayores desafíos del siglo XXI. Sus graves impactos aún pueden evitarse si se realizan esfuerzos para transformar los sistemas energéticos actuales. Las fuentes de energía renovables tienen el potencial clave para desplazar las emisiones de gases de efecto invernadero de la generación de energía a base de combustibles fósiles y, por lo tanto, mitigar el cambio climático.

El desarrollo sostenible se ha convertido en el centro de las políticas, estrategias y planes de desarrollo nacionales recientes de muchos países. La Asamblea General de las Naciones Unidas propuso un conjunto de Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) globales que incluían 17 objetivos y 169 metas en la ONU en Nueva York por el Grupo de Trabajo Abierto. Además, en marzo de 2015 se introdujo un conjunto preliminar de 330 indicadores. Los ODS otorgan mayor valor y exigencias a la comunidad científica que los Objetivos de Desarrollo del Milenio. Para abordar el cambio climático, la energía renovable, los alimentos, la salud y el suministro de agua requieren un monitoreo y modelado global coordinado de muchos factores que tienen una orientación social, económica y ambiental.

La investigación sobre fuentes alternativas de energía se remonta a finales de la década de los noventa, cuando el mundo comenzó a recibir un impacto de la producción de petróleo en términos de aumento de precios (Abbasi et al., 2011). Es evidente en la literatura que reemplazar las fuentes de energía basadas en combustibles fósiles con fuentes de energía renovables, que incluyen: bioenergía, energía solar directa, energía geotérmica, energía hidroeléctrica, energía eólica y oceánica (mareas y olas), ayudaría gradualmente al mundo a lograr la idea. de sostenibilidad. Los gobiernos, las agencias intergubernamentales, las partes interesadas y las personas en el mundo de hoy esperan lograr un futuro sostenible debido a las oportunidades creadas en las últimas décadas para reemplazar los materiales derivados del petróleo de fuentes de energía basadas en combustibles fósiles con alternativas en fuentes de energía renovables. El reciente lanzamiento de un conjunto de ODS globales está ayudando a garantizar que se combata el cambio climático para el siglo XXI y sus impactos, y que se garantice un futuro sostenible y se haga un legado para las generaciones futuras.

En este contexto, el estudio busca examinar los potenciales y las tendencias del desarrollo sostenible con fuentes de energía renovables y la mitigación del cambio climático, en qué medida puede ayudar y los desafíos potenciales que plantea y cómo un cambio de fuentes de energía fósil a fuentes renovables es un problema. forma segura de mitigar el cambio climático. Para lograr este objetivo, los conceptos, técnicas y revistas revisadas por pares se analizan y revisan juiciosamente.

El resto del documento se divide en cinco secciones:

la sección 2 trata sobre las fuentes de energía renovable y la sostenibilidad y el cambio climático,

la sección 3 trata sobre las diversas fuentes y tecnologías de energía renovable,

la sección 4 trata sobre las fuentes de energía renovable y el desarrollo sostenible,

la sección 5 trata sobre desafíos que afectan a las fuentes de energía renovable y recomendaciones de políticas y

la Sección 6 concluye el estudio.

2. Fuentes de energía renovable y sostenibilidad

Las fuentes de energía renovable se reponen de forma natural sin que se agoten en la tierra; Incluyen bioenergía, energía hidroeléctrica, energía geotérmica, energía solar, energía eólica y energía oceánica (mareas y olas). Las principales formas de energía renovable y sus usos se presentan en la Tabla 1 .

Tabla 1. Fuentes de energía renovable y su uso

Se define la energía sostenible como “una armonía dinámica entre la disponibilidad equitativa de bienes y servicios intensivos en energía para todas las personas y la preservación de la tierra para las generaciones futuras”.

La creciente necesidad de energía en el mundo, junto con el aumento de la población, llevó al uso continuo de fuentes de energía basadas en combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas) que se volvieron problemáticas al crear varios desafíos tales como: agotamiento de las reservas de combustibles fósiles, emisiones de gases de efecto invernadero y otros problemas ambientales. preocupaciones, conflictos geopolíticos y militares, y las continuas fluctuaciones del precio del combustible. Estos problemas crearán situaciones insostenibles que eventualmente resultarán en una amenaza potencialmente irreversible para las sociedades humanas . No obstante, las fuentes de energía renovable son la alternativa más destacada y la única solución a los crecientes desafíos. En 2012, las fuentes de energía renovable suministraron el 22% de la generación total de energía mundial , lo que no era posible hace una década.

El suministro de energía confiable es esencial en todas las economías para calefacción, iluminación, equipos industriales, transporte, etc. . Los suministros de energía renovable reducen significativamente la emisión de gases de efecto invernadero si se reemplazan por combustibles fósiles. Dado que los suministros de energía renovable se obtienen de forma natural a partir de los flujos de energía en curso en nuestro entorno, debe ser sostenible. Para que la energía renovable sea sostenible, debe ser ilimitada y proporcionar una entrega no dañina de bienes y servicios ambientales. Por ejemplo, un biocombustible sostenible no debería aumentar las emisiones netas de CO₂, no debería afectar desfavorablemente la seguridad alimentaria ni amenazar la biodiversidad . ¿Es eso realmente lo que está sucediendo hoy? Supongo que no.

A pesar de las destacadas ventajas de las energías renovables, existen ciertas deficiencias como: la discontinuidad de la generación por variaciones estacionales ya que la mayoría de los recursos energéticos renovables son dependientes del clima, por lo que su explotación requiere de métodos complejos de diseño, planificación y optimización del control. Afortunadamente, los continuos avances tecnológicos en hardware y software de computadoras están permitiendo a los investigadores científicos manejar estas dificultades de optimización utilizando recursos computacionales aplicables al campo de las energías renovables y sustentables .

2.1. Energía renovable y cambio climático

En la actualidad, el término «cambio climático» es de gran interés para el mundo en general, tanto en debates científicos como políticos. El clima ha ido cambiando desde el inicio de la creación, pero lo alarmante es la velocidad del cambio en los últimos años y puede ser una de las amenazas a las que se enfrenta la tierra. La tasa de crecimiento del dióxido de carbono ha aumentado en los últimos 36 años (1979-2014), «con un promedio de 1,4 ppm por año antes de 1995 y 2,0 ppm por año a partir de entonces» . La Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático define el cambio climático como atribuido directa o indirectamente a actividades humanas que alteran la composición de la atmósfera global y que, a su vez, exhibe variabilidad en el clima natural observado durante períodos de tiempo comparables ).

Durante más de una década, el objetivo de mantener el calentamiento global por debajo de 2 ° C ha sido un foco clave del debate climático internacional. Desde 1850, el uso global de combustibles fósiles ha aumentado para dominar el suministro de energía, lo que ha llevado a un rápido crecimiento de las emisiones de dióxido de carbono. Los datos a finales de 2010 confirmaron que el consumo de combustibles fósiles representaba la mayoría de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero (GEI), donde las concentraciones habían aumentado a más de 390 ppm (39%) por encima de los niveles preindustriales

Las tecnologías renovables se consideran fuentes limpias de energía y el uso óptimo de estos recursos disminuye los impactos ambientales, produce un mínimo de residuos secundarios y son sostenibles en función de las necesidades económicas y sociales actuales y futuras. Las tecnologías de energía renovable brindan una oportunidad excepcional para mitigar las emisiones de gases de efecto invernadero y reducir el calentamiento global mediante la sustitución de fuentes de energía convencionales (basadas en combustibles fósiles)

3. Fuentes de energía renovable y tecnología

Las fuentes de energía renovable son fuentes de energía del flujo de energía natural y persistente que ocurre en nuestro entorno inmediato. Incluyen: bioenergía, energía solar directa, energía geotérmica, energía hidroeléctrica, energía eólica y oceánica (mareas y olas).

3.1. Energía hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica es una fuente de energía esencial que se aprovecha del agua que se mueve de niveles de elevación más altos a más bajos, principalmente para hacer girar turbinas y generar electricidad. Los proyectos de energía hidroeléctrica incluyen el proyecto de presas con embalses, proyectos de pasada y en la corriente y cubren un rango en la escala del proyecto. Las tecnologías hidroeléctricas están técnicamente maduras y sus proyectos explotan un recurso que varía temporalmente. La operación de los embalses de energía hidroeléctrica a menudo refleja sus múltiples usos, por ejemplo, el control de inundaciones y sequías, riego, agua potable y navegación.

 La energía primaria es proporcionada por la gravedad y la altura a la que cae el agua sobre la turbina. La energía potencial del agua almacenada es la masa del agua, el factor de gravedad (g = 9,81 ms −2 ) y la altura definida como la diferencia entre el nivel de la presa y el nivel del agua de la cola. El nivel del depósito cambia en cierta medida hacia abajo cuando se libera agua y, en consecuencia, influye en la producción de electricidad. Las turbinas están construidas para un flujo de agua opcional .

 La energía hidroeléctrica no descarga prácticamente partículas contaminantes, puede actualizarse rápidamente y es capaz de almacenar energía durante muchas horas.

3.1.1. Potencial de fuente de energía hidroeléctrica

El potencial técnico anual de generación de energía hidroeléctrica es de 14.576 TWh, con una capacidad potencial total estimada de 3.721 GW; pero, actualmente, la capacidad instalada global de energía hidroeléctrica es mucho menor que su potencial. Según el Informe del Consejo Mundial de Energía, alrededor del 50% de la capacidad instalada de energía hidroeléctrica se encuentra entre cuatro países, a saber, China, Brasil, Canadá y EE. UU.  El potencial de recursos de la energía hidroeléctrica podría verse alterado debido al cambio climático. A nivel mundial, se estima que las alteraciones causadas por el cambio climático en el sistema de producción hidroeléctrica existente son inferiores al 0,1%, aunque se necesitan más investigaciones para reducir las incertidumbres de estas proyecciones .

3.1.2. Impacto ambiental y social de la energía hidroeléctrica

La generación de energía hidroeléctrica no produce gases de efecto invernadero y, por lo tanto, se denomina principalmente fuente de energía verde. Sin embargo, tiene sus ventajas y desventajas. Mejora el desarrollo socioeconómico de un país; pero, considerando también el impacto social, desplaza a mucha gente de sus hogares para crearlo, aunque se les compensa pero no alcanza. La explotación de los sitios para la generación de energía hidroeléctrica, como los embalses que a menudo se crean artificialmente, provocan la inundación del antiguo entorno natural. Además, el agua se drena de los lagos y cursos de agua y se transporta a través de canales a grandes distancias y a las tuberías y finalmente a las turbinas que a menudo son visibles, pero también pueden atravesar montañas por túneles creados en su interior . 

Las estructuras hidroeléctricas afectan la ecología del cuerpo del río, en gran parte al inducir un cambio en sus características hidrológicas y al perturbar la continuidad ecológica del transporte de sedimentos y la migración de peces a través de la construcción de presas, diques y presas . En países donde se inundan plantas sustanciales o cubiertas de árboles durante la construcción de una presa, puede haber formación de gas metano cuando las plantas comienzan a pudrirse en el agua, ya sea liberadas directamente o cuando el agua se procesa en turbinas .

3.2. Bioenergía

La bioenergía es una fuente de energía renovable derivada de fuentes biológicas. La bioenergía es una fuente importante de energía, que se puede utilizar para el transporte mediante biodiesel, generación de electricidad, cocina y calefacción. La electricidad de la bioenergía atrae una gran variedad de fuentes diferentes, incluidos los subproductos forestales como los residuos de madera; residuos agrícolas como desechos de caña de azúcar; y residuos de cría de animales tales como estiércol de vaca. Una ventaja de la electricidad basada en energía de biomasa es que el combustible es a menudo un subproducto, residuo o producto de desecho de las fuentes anteriores. 

Significativamente, no crea una competencia entre la tierra por alimento y la tierra por combustible . En la actualidad, la producción mundial de biocombustibles es comparativamente baja, pero aumenta continuamente . El consumo anual de biodiésel en los Estados Unidos fue de 15 mil millones de litros en 2006. Ha estado creciendo a una tasa del 30-50% por año para alcanzar un objetivo anual de 30 mil millones de litros a fines del año 2012 .

3.2.1. Potencial de fuente de bioenergía

La biomasa tiene un gran potencial, que cumple con el objetivo de reducir los gases de efecto invernadero y podría asegurar el suministro de combustible en el futuro. Se está realizando mucha investigación en esta área tratando de cuantificar la tecnología de biomasa global.  el potencial teórico de la bioenergía en la superficie terrestre total es de aproximadamente 3500 EJ / año. La mayor parte de este potencial se encuentra en América del Sur y el Caribe (47–221 EJ / año), África subsahariana (31–317 EJ / año) y la Comunidad de Estados Independientes (CEI) y los países bálticos (45–199 EJ / año). El rendimiento de la biomasa y su potencial varía de un país a otro, desde rendimientos medios en temperatura hasta niveles altos en los países subtropicales y tropicales. Con la biomasa, mucha investigación se centra en una fuente ambientalmente aceptable y sostenible para mitigar el cambio climático.

3.2.2. Impacto ambiental y social de la bioenergía

El uso de componentes biológicos (fuente vegetal y animal) para producir energía siempre ha sido motivo de preocupación, especialmente para el público en general, y sobre si sus productos alimenticios se utilizarán para proporcionar combustible, ya que hay casos de ayuda alimentaria necesaria en todo el país. mundo en países desfavorecidos. Aproximadamente el 99,7% de la alimentación humana se obtiene del medio terrestre, mientras que aproximadamente el 0,3% proviene del ámbito acuático. La mayor parte de la tierra apta para la producción de biomasa ya está en uso . 

Los estudios actuales han subrayado los efectos ambientales y socioeconómicos tanto positivos como negativos de la bioenergía. Al igual que los sistemas agrícolas y forestales ortodoxos, la bioenergía puede empeorar la degradación del suelo y la vegetación relacionada con la sobreexplotación del bosque, la eliminación demasiado exhaustiva de residuos de cultivos y bosques y el uso excesivo del agua  . El desvío de cultivos o tierras hacia la producción de bioenergía puede generar precios de los productos básicos alimentarios y seguridad alimentaria . 

Una gestión operativa adecuada puede producir algunos efectos positivos que incluyen una mejora de la biodiversidad el carbono del suelo aumenta y mejora la productividad del suelo.

3.3. Energía solar directa

La palabra energía solar «directa» se refiere a la base energética de las tecnologías de fuentes de energía renovable que utilizan la energía del Sol directamente. Algunas tecnologías renovables, como la eólica y la térmica oceánica, utilizan la energía solar después de que ha sido absorbida por la tierra y convertida a otras formas. La tecnología de energía solar se obtiene a partir de la irradiancia solar para generar electricidad utilizando energía fotovoltaica (PV) y energía solar de concentración (CSP), para producir energía térmica, para satisfacer las necesidades de iluminación directa y, potencialmente, para producir combustibles. que podrían utilizarse para el transporte y otros fines . Según el Consejo Mundial de Energía ( 2013), “La energía total de la radiación solar que cae sobre la tierra fue más de 7.500 veces el consumo de energía primaria anual total del mundo de 450 EJ” .

3.4. Energía geotérmica

La energía geotérmica se obtiene de forma natural del interior de la tierra como fuente de energía térmica. El origen del calor está relacionado con la estructura interna del planeta y los procesos físicos que allí ocurren. Aunque el calor está presente en la corteza terrestre en grandes cantidades, sin mencionar las partes más profundas, se distribuye de manera desigual, rara vez se concentra y, a menudo, a profundidades demasiado grandes para ser explotadas mecánicamente.

El gradiente geotérmico tiene un promedio de 30 ° C / km. Hay áreas del interior de la tierra a las que se puede acceder mediante perforación y donde el gradiente está muy por encima del gradiente promedio . El calor se extrae de los reservorios geotérmicos utilizando pozos y otros medios. Los reservorios que son naturalmente adecuadamente calientes y permeables se denominan reservorios hidrotermales, mientras que los reservorios que son satisfactoriamente calientes pero que se mejoran con estimulación hidráulica se denominan sistemas geotérmicos mejorados (ESG). Una vez atraídos a la superficie, los fluidos de varias temperaturas pueden usarse para generar electricidad y otros propósitos que requieren el uso de energía térmica .

3.5. Energía eólica

El surgimiento del viento como una fuente importante de energía mundial ha tomado una posición dominante entre las fuentes renovables. El viento existe en todas partes del mundo, en algunos lugares con una densidad de energía considerable . La energía eólica aprovecha la energía cinética del aire en movimiento. La aplicación principal de la importancia de la mitigación del cambio climático es producir electricidad a partir de grandes turbinas ubicadas en tierra (tierra) o en alta mar (en el mar o agua dulce). Las tecnologías de energía eólica en tierra ya se están fabricando y desplegando a gran escala . Las turbinas eólicas convierten la energía del viento en electricidad.

3.6. Energía oceánica (mareas y olas)

Las ondas superficiales se crean cuando el viento pasa sobre el agua (océano). Cuanto más rápida es la velocidad del viento, más se sostiene el viento, mayor distancia recorre el viento, mayor es la altura de las olas y mayor es la energía de las olas producida. El océano almacena suficiente energía para satisfacer la demanda mundial total de energía muchas veces en forma de olas, mareas, corrientes y calor. El año 2008 vio el comienzo de la primera generación de dispositivos comerciales de energía oceánica, con las primeras unidades instaladas en Reino Unido-SeaGen y Portugal-Pelamis. En la actualidad, existen cuatro formas de obtener energía de las áreas marinas, a saber, del viento, las mareas, las olas y las diferencias térmicas entre aguas marinas profundas y someras .

4. Energía renovable y desarrollo sostenible

La energía renovable tiene una relación directa con el desarrollo sostenible a través de su impacto en el desarrollo humano y la productividad económica. Las fuentes de energía renovable brindan oportunidades en materia de seguridad energética, desarrollo social y económico, acceso a la energía, mitigación del cambio climático y reducción de los impactos ambientales y de salud. La Figura 1 muestra las oportunidades de las fuentes de energía renovable hacia el desarrollo sostenible.

Figura 1. Oportunidades de las fuentes de energía renovables

4.1. Seguridad energética

La noción de seguridad energética se utiliza generalmente, sin embargo, no hay consenso sobre su interpretación precisa. Sin embargo, la preocupación por la seguridad energética se basa en la idea de que existe un suministro continuo de energía que es fundamental para el funcionamiento de una economía (Kruyt, van Vuuren, de Vries y Groenenberg, 2009 ). 

Dada la interdependencia del crecimiento económico y el consumo de energía, el acceso a un suministro energético estable es de importancia para el mundo político y un desafío técnico y monetario tanto para los países desarrollados como para los países en desarrollo, porque las interferencias prolongadas generarían serias dificultades económicas y de funcionalidad básica para la mayoría de las sociedades.

 Las fuentes de energía renovable se distribuyen uniformemente en todo el mundo en comparación con los fósiles y, en general, se comercializan menos en el mercado. La energía renovable reduce las importaciones de energía y contribuye a la diversificación de la cartera de opciones de suministro, reduce la vulnerabilidad de una economía a la volatilidad de los precios y representa oportunidades para mejorar la seguridad energética en todo el mundo. La introducción de energías renovables también puede contribuir a aumentar la confiabilidad de los servicios energéticos, para ser específicos en áreas que a menudo sufren de un acceso insuficiente a la red. Una cartera diversa de fuentes de energía junto con una buena gestión y diseño del sistema pueden ayudar a mejorar la seguridad

4.2. Desarrollo económico y social

En general, el sector de la energía se ha percibido como una clave para el desarrollo económico con una fuerte correlación entre el crecimiento económico y la expansión del consumo de energía. A nivel mundial, los ingresos per cápita se correlacionan positivamente con el uso de energía per cápita y el crecimiento económico puede identificarse como el factor más esencial detrás del aumento del consumo de energía en las últimas décadas. A su vez, crea empleo; El estudio de energía renovable en 2008, demostró que el empleo de tecnologías de energía renovable fue de alrededor de 2,3 millones de puestos de trabajo en todo el mundo, lo que también ha mejorado la salud, la educación, la igualdad de género y la seguridad ambiental

4.3. Acceso a la energía

El séptimo objetivo de desarrollo sostenible (energía asequible y limpia) busca garantizar que la energía sea limpia, asequible, disponible y accesible para todos y esto se puede lograr con fuentes de energía renovable, ya que generalmente se distribuyen en todo el mundo. Las preocupaciones sobre el acceso deben entenderse en un contexto local y en la mayoría de los países existe una diferencia obvia entre la electrificación en las áreas urbanas y rurales, esto es especialmente cierto en el África subsahariana y la región del sur de Asia.

Las redes distribuidas basadas en energía renovable son generalmente más competitivas en áreas rurales con distancias significativas a la red nacional y los bajos niveles de electrificación rural ofrecen oportunidades sustanciales para sistemas de minirredes basados ​​en energías renovables que les proporcionen acceso a la electricidad

4.4. Mitigación del cambio climático y reducción de impactos ambientales y de salud

Las fuentes de energía renovables utilizadas en la generación de energía ayudan a reducir los gases de efecto invernadero que mitigan el cambio climático, reducen las complicaciones ambientales y de salud asociadas con los contaminantes de las fuentes de energía de combustibles fósiles. El cambio en las emisiones totales de GEI en los países de la Agencia Europea del Medio Ambiente (AEMA) para 1990-2012 y sus emisiones de GEI per cápita se muestran en las Figuras 2 y 3 . Figura 2 muestra que las emisiones de gases de efecto invernadero disminuyeron un 14% en 33 países del EEE entre los años 1990-2012. No obstante, hubo variación en los países miembros individuales, mientras que hubo una disminución en las emisiones de GEI en 22 países del EEE, hubo un aumento en 11 países del EEE. Las emisiones de GEI per cápita disminuyeron un 22% entre los años 1990 y 2012 en los países del EEE, como se muestra en la Figura 3 .

Figura 2. Cambio en las emisiones totales de GEI en los países de la EEA-33 (1990-2012) (EEA, 2016 )

Figura 3. Emisiones de GEI per cápita en países del EEE-33 (EEE, 2016 )

La Figura 4 muestra las emisiones de dióxido de carbono de los Estados Unidos de 1990 a 2013. La Figura 2 muestra un ejemplo de reducción de los niveles de emisión de dióxido de carbono entre 1990 y 2013 en Estados Unidos, un cambio de fuentes de energía basadas principalmente en combustibles fósiles a fuentes de energía renovables (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, 2014 ).

Figura 4. Emisiones de gas de dióxido de carbono de los Estados Unidos, 1990-2013 (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos, 2014 )

5. Desafíos que afectan a las fuentes de energía renovables

Las fuentes de energía renovables podrían convertirse en la principal opción de suministro de energía en las economías energéticas con bajas emisiones de carbono. Las alteraciones disruptivas en todos los sistemas de energía son necesarias para aprovechar las fuentes de energía renovable ampliamente disponibles.

 La organización de la transición energética de la energía no sostenible a la renovable se describe a menudo como el principal desafío de la primera mitad del siglo XXI .

 La Figura 5 muestra la interconexión de factores que afectan el suministro de energía renovable y la sostenibilidad. Es evidente en la Figura 5que una barrera importante para el uso de fuentes de energía renovable depende de la política y el instrumento de política de un país que, a su vez, afecta el costo y las innovaciones tecnológicas. Además, las innovaciones tecnológicas afectan el costo de las tecnologías de energía renovable, lo que a su vez conduce a fallas del mercado y una baja patrocinio de la tecnología de energía renovable. A la luz de esto, una política de energía renovable eficaz debe tener en cuenta la interconexión de los factores que afectan el suministro de energía renovable y la sostenibilidad.

Figura 5. Interconexión de factores que afectan el suministro de energía renovable y la sostenibilidad, adaptado de Edenhofer et al. ( 2011 ); Verbruggen y col. ( 2010 )

Las siguientes son recomendaciones de políticas que emanan del estudio que pueden ayudar a mitigar el cambio climático y sus impactos:

Todos los sectores y regiones tienen el potencial de contribuir invirtiendo en tecnologías y políticas de energía renovable para ayudar a reducirlo.
Reducir nuestra huella de carbono a través de cambios en los patrones de estilo de vida y comportamiento puede contribuir en gran medida a la mitigación del cambio climático.
Investigación de innovaciones y tecnologías que pueden reducir el uso de la tierra y también reducir los accidentes de fuentes de energía renovables y el riesgo de competencia de recursos, por ejemplo en Bioenergía donde los alimentos para el consumo compiten con la producción de energía.
Mejorar la cooperación internacional y el apoyo a los países en desarrollo hacia la expansión de la infraestructura y la mejora de la tecnología para el suministro moderno y los servicios de energía sostenible como una forma de mitigar el cambio climático y sus impactos.

6. Conclusión

La energía es un requisito en nuestra vida cotidiana como una forma de mejorar el desarrollo humano que conduce al crecimiento económico y la productividad. 

El retorno a las energías renovables ayudará a mitigar el cambio climático es una forma excelente, pero debe ser sostenible para garantizar un futuro sostenible para que las generaciones satisfagan sus necesidades energéticas. El conocimiento sobre las interrelaciones entre el desarrollo sostenible y las energías renovables en particular es aún limitado. 

El objetivo del documento era determinar si las fuentes de energía renovables eran sostenibles y cómo un cambio de fuentes de energía basadas en combustibles fósiles a fuentes de energía renovables ayudaría a reducir el cambio climático y su impacto. 

Se empleó una investigación cualitativa mediante la revisión de artículos en el ámbito del estudio. Aunque, el ciclo de vida completo de las fuentes de energía renovable no tiene emisiones netas que ayudarán a limitar las futuras emisiones globales de gases de efecto invernadero. No obstante, el costo, el precio, el entorno político y las condiciones del mercado se han convertido en obstáculos que impiden a los países en desarrollo, menos adelantados y desarrollados aprovechar plenamente su potencial. 

De esta manera, la creación de una oportunidad global a través de la cooperación internacional que apoye a los países menos adelantados y en desarrollo hacia la accesibilidad de la energía renovable, la eficiencia energética, la tecnología de energía limpia y la inversión en investigación e infraestructura energética reducirá el costo de la energía renovable y eliminará las barreras a la energía. eficiencia (alta tasa de descuento) y promover nuevos potenciales hacia la mitigación del cambio climático. 

El entorno político y las condiciones del mercado se han convertido en obstáculos que impiden a los países en desarrollo, menos adelantados y desarrollados aprovechar plenamente su potencial. De esta manera, la creación de una oportunidad global a través de la cooperación internacional que apoye a los países menos adelantados y en desarrollo hacia la accesibilidad de la energía renovable, la eficiencia energética, la tecnología de energía limpia y la inversión en investigación e infraestructura energética reducirá el costo de la energía renovable y eliminará las barreras a la energía. eficiencia (alta tasa de descuento) y promover nuevos potenciales hacia la mitigación del cambio climático.

 El entorno político y las condiciones del mercado se han convertido en obstáculos que impiden a los países en desarrollo, menos adelantados y desarrollados aprovechar plenamente su potencial. De esta manera, la creación de una oportunidad global a través de la cooperación internacional que apoye a los países menos adelantados y en desarrollo hacia la accesibilidad de la energía renovable, la eficiencia energética, la tecnología de energía limpia y la inversión en investigación e infraestructura energética reducirá el costo de la energía renovable y eliminará las barreras a la energía. eficiencia (alta tasa de descuento) y promover nuevos potenciales hacia la mitigación del cambio climático.

El estudio sacó a la luz las oportunidades asociadas a las fuentes de energía renovables; seguridad energética, acceso a la energía, desarrollo social y económico y mitigación del cambio climático y reducción de los impactos ambientales y de salud. Existen desafíos que tienden a obstaculizar la sostenibilidad de las fuentes de energía renovable y su capacidad para mitigar el cambio climático. 

Estos desafíos son: fallas del mercado, falta de información, acceso a materias primas para el futuro despliegue de recursos renovables y, lo más importante, nuestra forma (humana) de utilizar la energía de manera ineficiente.

A partir de los hallazgos, se hacen las siguientes sugerencias que pueden ayudar a mejorar las preocupaciones de que la energía renovable sea sostenible y también reducir la tasa de agotamiento de la capa de ozono debido a las emisiones de GEI, especialmente dióxido de carbono (CO 2 ):

Formulación de políticas y discusiones de todos los sectores hacia la mejora de tecnologías en el sector renovable para sustentarlas.
Cambios en nuestro uso de la energía de una manera más eficiente como individuos, países y el mundo en su conjunto. Los esfuerzos que tienen como objetivo aumentar la participación de las tecnologías de energía renovable y combustibles fósiles limpios en la cartera de energía global ayudarán a reducir el cambio climático y sus impactos. Los programas de eficiencia energética deben introducirse a nivel mundial, que otorguen exenciones fiscales a las empresas que demuestren proporcionar iniciativas de eficiencia energética (hogares energéticamente eficientes), diseño de productos (equipos energéticamente eficientes) y servicios (calor y energía industriales combinados). La introducción del concepto de usabilidad, adaptabilidad y accesibilidad en el diseño de productos dependientes de la energía es una forma de promover comportamientos energéticamente eficientes.
Incrementar la investigación en estas áreas, de modo que el temor a que algunas energías renovables presenten riesgos en el futuro sea limitado.
Mejorar la educación, la sensibilización y la capacidad institucional humana en materia de mitigación, adaptación, reducción de impactos y alerta temprana al cambio climático. Los países desarrollados deben incorporar políticas y estrategias de descarbonización en la industria, la energía, la agricultura, los bosques, la salud, el transporte, los recursos hídricos, la construcción y otros sectores que tienen el potencial de aumentar las emisiones de gases de efecto invernadero. Los esfuerzos en los países en desarrollo encaminados a mejorar la formación institucional, fortalecer las instituciones y mejorar la capacidad de investigación sobre el cambio climático aumentarán la conciencia, promoverán la adaptación y el desarrollo sostenible. Los países menos adelantados deberían desarrollar y probar herramientas y métodos con un apoyo global que dirija la política y la toma de decisiones para la mitigación del cambio climático, la adaptación y las alertas tempranas.

De implementarse estas sugerencias, se abordaría la sustentabilidad de los recursos energéticos renovables, así como el séptimo y decimotercer objetivo del desarrollo sustentable que busca asegurar el acceso a energía asequible, confiable, sustentable y moderna para todos y combatir el cambio climático y su impacto.

Datos de investigación relacionados

Una revisión de las fuentes de energía renovable, los problemas de sostenibilidad y la mitigación del cambio climático.Fuente: Sistema de Investigación Académica de figshare
Evaluación de la brecha entre la tecnología y la sostenibilidad medioambiental de las ciudades europeasFuente: (: unav)
Fibra de bambú y piel de caña de azúcar como combustible de biobriquetasFuente: (: unav)
Sulfuros de cobre: ​​materiales termoeléctricos de bajo costo y abundantes en la tierraFuente: Wiley
Metodologías innovadoras en energías renovables: una revisiónFuente: (: unav)
Carbono derivado de residuos de biomasa de algas marinas como material de electrodo para supercondensadorFuente: Publicaciones SAGE

Notas sobre contribuyentes

Phebe Asantewaa Owusu

Phebe Asantewaa Owusu estudia una Maestría en Medio Ambiente Sostenible y Sistemas de Energía en la Universidad Técnica de Oriente Medio, Campus del Norte de Chipre, donde también es asistente graduada en el Departamento de Química.

Samuel Asumadu-Sarkodie

Samuel Asumadu-Sarkodie es un investigador multidisciplinario que actualmente estudia una Maestría en Medio Ambiente Sostenible y Sistemas de Energía en la Universidad Técnica de Oriente Medio, Campus del Norte de Chipre, donde también es asistente graduado en el Departamento de Química. Su interés de investigación incluye, entre otros: energías renovables, econometría, economía energética, cambio climático y desarrollo sostenible.

Phebe Asantewaa Owusu YSamuel Asumadu-Sarkodie  |Shashi Dubey (Editor de revisión)Artículo: 1167990 | Recibido el 28 de enero de 2016, aceptado el 15 de marzo de 2016, Publicado en línea: 4 de abril de 2016

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