Impacto ambiental de la generación de electricidad.
Los sistemas de energía eléctrica están compuestos por plantas de generación de diferentes fuentes de energía, redes de transmisión y líneas de distribución. Cada uno de estos componentes puede tener impactos ambientales en múltiples etapas de su desarrollo y uso, incluso en su construcción, durante la generación de electricidad y en su desmantelamiento y eliminación. Estos impactos se pueden dividir en impactos operativos (obtenimiento de combustible, contaminación atmosférica global y localizada) e impactos de construcción (fabricación, instalación, desmantelamiento y eliminación). Todas las formas de generación de electricidad tienen algún tipo de impacto ambiental, pero la energía alimentada con carbón es la más sucia. Esta página está organizada por fuente de energía e incluye impactos como el uso del agua, las emisiones, la contaminación local y el desplazamiento de la vida silvestre.
Emisiones de gases de efecto invernadero
Las emisiones de gases de efecto invernadero son uno de los efectos ambientales de la generación de electricidad. La medición de las emisiones de gases de efecto invernadero durante el ciclo de vida implica calcular el potencial de calentamiento global de las fuentes de energía mediante la evaluación del ciclo de vida. Estas son generalmente fuentes de sólo energía eléctrica, pero a veces se evalúan fuentes de calor. Los hallazgos se presentan en unidades de potencial de calentamiento global por unidad de energía eléctrica generada por esa fuente. La escala utiliza la unidad potencial de calentamiento global, el equivalente de dióxido de carbono (CO)2e), y la unidad de energía eléctrica, la hora kilovatio (kWh). El objetivo de esas evaluaciones es abarcar toda la vida de la fuente, desde la minería de materiales y combustible a través de la construcción hasta la explotación y la gestión de desechos.
En 2014, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático armonizó el equivalente del dióxido de carbono (CO)2e) hallazgos de las principales fuentes generadoras de electricidad en uso en todo el mundo. Esto se hizo analizando los hallazgos de cientos de documentos científicos individuales evaluando cada fuente de energía. El carbón es por lejos el peor emisor, seguido por gas natural, con energía solar, eólica y nuclear todo bajo carbono. La energía hidroeléctrica, la biomasa, la energía geotérmica y oceánica pueden ser generalmente bajas en carbono, pero el diseño deficiente u otros factores podrían dar lugar a mayores emisiones de las centrales eléctricas individuales.
Para todas las tecnologías, avances en eficiencia y, por tanto, reducciones en CO2e desde el momento de la publicación, no se han incluido. Por ejemplo, las emisiones totales del ciclo de vida de la energía eólica pueden haber disminuido desde su publicación. Del mismo modo, debido al tiempo en que se realizaron los estudios, el CO del reactor de la Generación II nuclear2e resultados se presentan y no el potencial de calentamiento global de los reactores Generation III. Otras limitaciones de los datos incluyen: a) fases de ciclo de vida desaparecidas, y b) incertidumbre sobre dónde definir el punto de corte en el potencial de calentamiento global de una fuente de energía. Este último es importante para evaluar una red eléctrica combinada en el mundo real, en lugar de la práctica establecida de evaluar simplemente la fuente de energía en forma aislada.Consumo de agua
El uso del agua es uno de los principales impactos ambientales de la generación de electricidad. Todas las centrales térmicas (de carbón, de gas natural, nucleares, geotérmicas y de biomasa) utilizan agua como fluido refrigerante para impulsar los ciclos termodinámicos que permiten extraer electricidad a partir de la energía térmica. La energía solar utiliza agua para limpiar equipos, mientras que la hidroelectricidad utiliza agua de la evaporación de los embalses. La cantidad de agua utilizada suele ser un gran motivo de preocupación para los sistemas de generación de electricidad a medida que las poblaciones aumentan y las sequías se convierten en un motivo de preocupación. Además, los cambios en los recursos hídricos pueden afectar la confiabilidad de la generación de electricidad.
Las discusiones sobre el uso del agua para la generación de electricidad distinguen entre extracción y consumo de agua. Según el Servicio Geológico de Estados Unidos, la "retirada" se define como la cantidad de agua extraída del suelo o desviada de una fuente de agua para su uso, mientras que el "consumo" se refiere a la cantidad de agua que se evapora, transpira, se incorpora a productos o cultivos, o se elimina de otro modo del entorno acuático inmediato. Tanto la extracción como el consumo de agua son impactos ambientales importantes a evaluar.
A continuación se muestran las cifras generales para el uso de agua dulce de diferentes fuentes de energía.
| Consumo de agua (gal/MW-h) | |||
|---|---|---|---|
| Fuente de energía | Caso bajo | Caso medio/medio | Caso elevado |
| Energía nuclear | 100 (de una vez a otra) | 270 de una vez a otra, 650 (tower y estanque) | 845 (la torre de refrigeración) |
| Carbón | 58 | 500 | 1.100 (la torre de refrigeración, la combustión genérica) |
| Gas natural | 100 (ciclo de una vez a otra) | 800 (ciclo de vapor, torres de refrigeración) | 1.170 (ciclo de vapor con torres de refrigeración) |
| Hydroelectricity | 1.430 | 4.491 | 18.000 |
| Solar térmica | 53 (enfriamiento seco) | 800 | 1,060 (Trough) |
| Geotermal | 1.800 | 4.000 | |
| Biomasa | 300 | 480 | |
| fotovoltaica solar | 0 | 26 | 33 |
| Energía eólica | 0 | 0 | 1 |
Las plantas de ciclo de vapor (nucleares, de carbón, de gas natural, solares térmicas) requieren una gran cantidad de agua para enfriarse y eliminar el calor de los condensadores de vapor. La cantidad de agua necesaria en relación con la producción de la planta se reducirá al aumentar la temperatura de la caldera. Las calderas alimentadas con carbón y gas pueden producir vapor a altas temperaturas y, por lo tanto, son más eficientes y requieren menos agua de refrigeración en relación con la producción. Las calderas nucleares están limitadas en la temperatura del vapor por limitaciones materiales, y la energía solar térmica está limitada por la concentración de la fuente de energía.
Las plantas de ciclo térmico cercanas al océano tienen la opción de utilizar agua de mar. Un sitio de este tipo no tendrá torres de enfriamiento y estará mucho menos limitado por las preocupaciones ambientales relacionadas con la temperatura de descarga, ya que el calor vertido tendrá muy poco efecto sobre la temperatura del agua. Esto tampoco agotará el agua disponible para otros usos. La energía nuclear en Japón, por ejemplo, no utiliza torres de refrigeración porque todas las plantas están situadas en la costa. Si se utilizan sistemas de refrigeración secos, no se utilizará una cantidad significativa de agua del nivel freático. Existen otras soluciones de refrigeración más novedosas, como la refrigeración de aguas residuales en la central nuclear de Palo Verde.
La principal causa del uso de agua por parte de la hidroelectricidad es tanto la evaporación como la filtración al nivel freático.
Si bien el uso de agua sigue siendo una necesidad importante para la producción de electricidad, desde 2015 el uso de agua ha disminuido. En 2015, la extracción total de agua de las centrales termoeléctricas fue de poco más de 60 billones de galones, pero en 2020 disminuyó a poco menos de 50 billones de galones. El uso de agua ha disminuido debido al aumento en el uso de fuentes de energía renovables.
El 80% de la disminución en el uso de agua se debe al uso de gas natural y al uso de energías renovables en lugar de simplemente producir energía a través de plantas de carbón. Y el otro 20% de la disminución en el uso de agua proviene de la implementación de sistemas de enfriamiento híbridos y de recirculación de circuito cerrado en lugar de sistemas de enfriamiento de un solo paso. Una vez pasados los sistemas de enfriamiento, se extrae una cantidad excesiva de agua, por lo que el agua solo se usa una vez y luego se libera. Mientras que el agua del circuito cerrado se reutiliza varias veces, las extracciones de agua son mucho menores.
Combustibles fósiles
La mayor parte de la electricidad actual se genera quemando combustibles fósiles y produciendo vapor que luego se utiliza para impulsar una turbina de vapor que, a su vez, impulsa un generador eléctrico.
Más serias son las preocupaciones sobre las emisiones que resultan de la quema de combustibles fósiles. Los combustibles fósiles constituyen un importante depósito de carbono enterrado a gran profundidad. Quemarlos da como resultado la conversión de este carbono en dióxido de carbono, que luego se libera a la atmósfera. La emisión estimada de CO2 de la industria eléctrica mundial es de 10 mil millones de toneladas al año. Esto da como resultado un aumento en los niveles de dióxido de carbono atmosférico de la Tierra, lo que aumenta el efecto invernadero y contribuye al calentamiento global.
Energía del carbón
Dependiendo del combustible fósil en particular y del método de combustión, también se pueden producir otras emisiones. A menudo se liberan ozono, dióxido de azufre, NO2 y otros gases, así como partículas. Los óxidos de azufre y nitrógeno contribuyen al smog y la lluvia ácida. En el pasado, los propietarios de plantas abordaban este problema construyendo chimeneas de gases de combustión muy altas, de modo que los contaminantes se diluyeran en la atmósfera. Si bien esto ayuda a reducir la contaminación local, no ayuda en absoluto con los problemas globales.
Los combustibles fósiles, particularmente el carbón, también contienen material radiactivo diluido, y quemarlos en cantidades muy grandes libera este material al medio ambiente, lo que lleva a niveles bajos de contaminación radiactiva local y global, cuyos niveles son, irónicamente, más altos que una central nuclear, ya que se controlan y almacenan sus contaminantes radiactivos.
El carbón también contiene trazas de elementos pesados tóxicos como mercurio, arsénico y otros. El mercurio vaporizado en la caldera de una central eléctrica puede permanecer suspendido en la atmósfera y circular por todo el mundo. Si bien existe un inventario sustancial de mercurio en el medio ambiente, a medida que se controlan mejor otras emisiones de mercurio provocadas por el hombre, las emisiones de las centrales eléctricas pasan a ser una fracción significativa de las emisiones restantes. Se cree que las emisiones de mercurio de las centrales eléctricas de Estados Unidos fueron de unas 50 toneladas por año en 2003, y de varios cientos de toneladas por año en China. Los diseñadores de centrales eléctricas pueden instalar equipos en las centrales eléctricas para reducir las emisiones.
Las prácticas de minería del carbón en los Estados Unidos también han incluido la minería a cielo abierto y la remoción de cimas de montañas. Los relaves de los molinos quedan desnudos y se han lixiviado en los ríos locales, lo que ha provocado que la mayoría o todos los ríos de las zonas productoras de carbón se vuelvan rojos durante todo el año con ácido sulfúrico que mata toda la vida en los ríos.
Energía de gas fósil
En 2022, la AIE dijo que las emisiones de gases de efecto invernadero de las centrales eléctricas alimentadas con gas habían aumentado casi un 3 % con respecto al año anterior y que se necesitaban más esfuerzos para reducirlas.
Además de los gases de efecto invernadero, estas centrales eléctricas emiten óxidos de nitrógeno (NOx), pero son menos peligrosos que los NOx de los aparatos de gas instalados en los hogares.
La eficiencia de las centrales eléctricas alimentadas con gas se puede mejorar mediante métodos de cogeneración y geotermia (calor y energía combinados). El vapor de proceso se puede extraer de turbinas de vapor. El calor residual producido por las centrales térmicas se puede utilizar para calentar espacios en edificios cercanos. Al combinar la producción de energía eléctrica y la calefacción, se consume menos combustible, lo que reduce los efectos medioambientales en comparación con los sistemas separados de calor y energía.
Fuel y diésel
El petróleo sucio se quema en las centrales eléctricas de algunos países productores de petróleo, como Irán. El diésel se utiliza a menudo en generadores de respaldo, lo que puede provocar contaminación del aire.
Cambiar de combustibles a electricidad
La energía limpia se genera principalmente en forma de electricidad, como energía renovable o energía nuclear. Cambiar a estas fuentes de energía requiere que los usos finales, como el transporte y la calefacción, sean electrificados para que los sistemas energéticos mundiales sean sostenibles. El trabajo reciente ha demostrado que en Estados Unidos y Canadá el uso de bombas de calor (HP) es económico si se alimenta con dispositivos fotovoltaicos solares (PV) para compensar la calefacción de propano en las zonas rurales y la calefacción de gas natural en las ciudades. Un estudio de 2023 investigó: (1) un sistema residencial de calefacción a gas natural y electricidad de rejilla, (2) un sistema residencial de calefacción a gas natural con PV para servir la carga eléctrica, (3) un sistema residencial HP con electricidad de rejilla, y (4) un sistema residencial HP+PV. Descubrió que bajo condiciones típicas de inflación, el coste del ciclo de vida del gas natural y las bombas de calor reversibles de fuentes de aire son casi idénticos, lo que explica en parte por qué las ventas de bombas de calor han superado las ventas de hornos de gas en los Estados Unidos por primera vez durante un período de alta inflación. Con tasas más altas de inflación o menores costos de capital PV, PV se convierte en una cobertura frente al aumento de precios y fomenta la adopción de bombas de calor al bloquear también el crecimiento de los costos de electricidad y calefacción. El estudio concluye: "La tasa interna real de rendimiento de estas tecnologías de consumo es 20 veces mayor que un certificado de depósito a largo plazo, lo que demuestra el valor adicional que las tecnologías PV y HP ofrecen a los consumidores sobre vehículos de inversión comparablemente seguros mientras hacen reducciones sustantivas en emisiones de carbono". Este enfoque se puede mejorar mediante la integración de una batería térmica en el sistema de calefacción de bomba de calor+solar.
Es más fácil producir electricidad de manera sostenible que producir combustibles líquidos de forma sostenible. Por lo tanto, la adopción de vehículos eléctricos es una forma de hacer más sostenible el transporte. Los vehículos de hidrógeno pueden ser una opción para vehículos más grandes que aún no han sido ampliamente electrificados, como los camiones de larga distancia. Muchas de las técnicas necesarias para reducir las emisiones debidas al transporte marítimo y la aviación siguen siendo tempranas en su desarrollo.
Una gran parte de la población mundial no puede permitirse un enfriamiento suficiente para sus hogares. Además del aire acondicionado, que requiere electrificación y demanda de energía adicional, se necesitará diseño pasivo y planificación urbana para asegurar que las necesidades de refrigeración se satisfagan de manera sostenible. Del mismo modo, muchos hogares del mundo en desarrollo y desarrollado sufren de pobreza de combustible y no pueden calentar sus casas lo suficiente. Las prácticas de calefacción existentes a menudo son contaminantes.
Una solución sostenible clave para la calefacción es la electrificación (bombas de calor o el calentador eléctrico menos eficiente). El IEA estima que las bombas de calor actualmente proporcionan sólo el 5% de las necesidades de calefacción espacial y de agua a nivel mundial, pero podrían proporcionar más del 90%. El uso de bombas de calor de fuentes terrestres no sólo reduce las cargas de energía anuales totales asociadas con el calentamiento y el enfriamiento, sino que también aplana la curva de demanda eléctrica eliminando los requisitos de suministro eléctrico pico de verano extremo. Sin embargo, las bombas de calor y la calefacción resistiva por sí sola no serán suficientes para la electrificación del calor industrial. Esto porque en varios procesos se requieren temperaturas más altas que no pueden alcanzarse con estos tipos de equipos. Por ejemplo, para la producción de etileno a través de temperaturas de grieta de vapor hasta 900 °C son necesarios. Por lo tanto, se requieren procesos drásticamente nuevos. Sin embargo, se espera que el poder a calentar sea el primer paso en la electrificación de la industria química con una aplicación a gran escala prevista para 2025.
Algunas ciudades de los Estados Unidos han comenzado a prohibir las conexiones de gas para nuevas casas, con leyes estatales aprobadas y en estudio para exigir la electrificación o prohibir los requisitos locales. El gobierno del Reino Unido está experimentando con la electrificación para la calefacción doméstica para cumplir con sus objetivos climáticos. La calefacción de cerámica e inducción para los cocineros y aplicaciones industriales (por ejemplo, las galletas de vapor) son ejemplos de tecnologías que se pueden utilizar para la transición lejos del gas natural.Energía nuclear
La energía nuclear tiene diversos efectos ambientales, tanto positivos como negativos, como la construcción y operación de la planta, el ciclo del combustible nuclear y los efectos de los accidentes nucleares. Las centrales nucleares no queman combustibles fósiles y no emiten directamente dióxido de carbono. El dióxido de carbono emitido durante la minería, enriquecimiento, fabricación y transporte de combustible es pequeño cuando se compara con el dióxido de carbono emitido por los combustibles fósiles de rendimiento energético similar, sin embargo, estas plantas todavía producen otros desechos perjudiciales para el medio ambiente. La energía nuclear y la energía renovable han reducido los costos ambientales disminuyendo el CO2 emisiones resultantes del consumo de energía.
Existe un potencial de riesgo catastrófico si falla la contención, que en los reactores nucleares puede producirse con combustibles sobrecalentados derritiendo y liberando grandes cantidades de productos de fisión en el medio ambiente. En funcionamiento normal, las centrales nucleares liberan menos material radiactivo que las centrales de carbón cuya ceniza mosca contiene cantidades significativas de torio, uranio y nuclidos de su hija.
Una gran central nuclear puede rechazar el calor de desperdicio a un cuerpo natural de agua; esto puede dar lugar a un aumento indeseable de la temperatura del agua con efecto adverso en la vida acuática. Las alternativas incluyen torres de refrigeración. Dado que la mayoría de las centrales nucleares comerciales son incapaces de recargar en línea y necesitan cierres periódicos para intercambiar elementos de combustible gastados para combustible fresco, muchos operadores programan esta hora inevitable de inactividad para el pico de verano cuando los ríos tienden a correr más bajo y la cuestión del calor de desperdicios potencialmente dañando el ambiente fluvial es más aguda.
La minería del mineral de uranio puede perturbar el medio ambiente alrededor de la mina. Sin embargo, con tecnología moderna de lixiviación in situ este impacto puede reducirse en comparación con la minería "clásica" subterránea o a cielo abierto. La eliminación del combustible nuclear gastado es controvertida, y muchos planes de almacenamiento a largo plazo propuestos son objeto de intensos exámenes y críticas. La desviación del combustible gastado de combustible fresco o de bajo consumo a la producción de armas presenta un riesgo de proliferación nuclear, sin embargo todos los estados de armas nucleares derivaron el material para su primer arma nuclear de reactores de investigación (no potencia) o reactores de producción dedicados y/o enriquecimiento de uranio. Por último, algunas partes la estructura del propio reactor se vuelve radiactiva a través de la activación de neutrones y requerirá décadas de almacenamiento antes de que pueda ser desmantelada económicamente y a su vez eliminada como desperdicio. Medidas como reducir el contenido de cobalto en acero para disminuir la cantidad de cobalto-60 producido por la captura de neutrones pueden reducir la cantidad de material radiactivo producido y la radiotoxicidad que se origina de este material. Sin embargo, parte de la cuestión no es radiológica, pero regulatoria, ya que la mayoría de los países asumen cualquier objeto dado que se origine de la zona "caliente" (radioactiva) de una central nuclear o una instalación en el ciclo del combustible nuclear es ipso facto radioactivo, incluso si no se detecta contaminación o irradiación de neutrones.Energía renovable
Las tecnologías de energía renovable pueden tener importantes beneficios ambientales. A diferencia del carbón y el gas natural, pueden generar electricidad y combustibles sin liberar cantidades significativas de CO2 y otros gases de efecto invernadero que contribuyen Sin embargo, se ha descubierto que el ahorro de gases de efecto invernadero gracias a una serie de biocombustibles es mucho menor de lo previsto originalmente, como se analiza en el artículo Impactos indirectos de los biocombustibles en el cambio en el uso de la tierra.
Tanto la solar como la eólica han sido criticadas desde el punto de vista estético. Sin embargo, existen métodos y oportunidades para implementar estas tecnologías renovables de manera eficiente y discreta: los colectores solares fijos pueden funcionar como barreras acústicas a lo largo de las carreteras, y actualmente se dispone de amplias carreteras, estacionamientos y áreas en los tejados; Las células fotovoltaicas amorfas también se pueden utilizar para teñir ventanas y producir energía.
Hidroelectricidad
La principal ventaja de las represas hidroeléctricas convencionales con embalses es su capacidad para almacenar energía potencial para su posterior producción eléctrica. La combinación de un suministro natural de energía y una producción según la demanda ha convertido a la energía hidroeléctrica en la mayor fuente de energía renovable con diferencia. Otras ventajas incluyen una vida más larga que la generación alimentada por combustible, bajos costos operativos y la provisión de instalaciones para deportes acuáticos. Algunas represas también funcionan como plantas de almacenamiento por bombeo que equilibran la oferta y la demanda en el sistema de generación. En general, la energía hidroeléctrica puede ser menos costosa que la electricidad generada a partir de combustibles fósiles o energía nuclear, y las áreas con abundante energía hidroeléctrica atraen a la industria.
Sin embargo, además de las ventajas anteriores, las represas que crean grandes embalses tienen varias desventajas. Estos pueden incluir: desplazamiento de personas que viven donde se planean los embalses, liberación de cantidades significativas de dióxido de carbono durante la construcción e inundación del embalse, alteración de los ecosistemas acuáticos y la vida de las aves, impactos adversos en el medio ambiente del río y, en casos raros, fallas catastróficas. del muro de la presa.
Algunas otras desventajas de la construcción de represas hidroeléctricas es tener que construir caminos de acceso para llegar a la represa que alteran el ecosistema terrestre y no solo los ecosistemas acuáticos. Además, con el aumento del dióxido de carbono, hay un aumento del metano. Esto se debe a las inundaciones durante la creación de las represas, cuando las plantas se sumergen bajo el agua y se pudren, liberan gas metano. Otra desventaja es el costo inicial de construir la presa y el tiempo que lleva construirla.
Algunas represas solo generan energía y no sirven para ningún otro propósito, pero en muchos lugares se necesitan grandes embalses para controlar las inundaciones y/o irrigar; agregar una porción hidroeléctrica es una forma común de pagar un nuevo embalse. El control de inundaciones protege la vida y la propiedad y el riego respalda el aumento de la agricultura.
Las pequeñas centrales hidroeléctricas y las de pasada son dos alternativas de bajo impacto a los embalses hidroeléctricos, aunque pueden producir energía intermitente debido a la falta de agua almacenada.
Marea
Biomasa
Se puede generar energía eléctrica quemando cualquier cosa que pueda arder. Parte de la energía eléctrica se genera quemando cultivos que se cultivan específicamente para ese propósito. Por lo general, esto se hace fermentando materia vegetal para producir etanol, que luego se quema. Esto también se puede lograr permitiendo que la materia orgánica se descomponga, produciendo biogás, que luego se quema. Además, cuando se quema, la madera es una forma de combustible de biomasa.
La quema de biomasa produce muchas de las mismas emisiones que la quema de combustibles fósiles. Sin embargo, la creciente biomasa captura dióxido de carbono del aire, por lo que la contribución neta a los niveles globales de dióxido de carbono atmosférico es pequeña.
El proceso de cultivo de biomasa está sujeto a las mismas preocupaciones ambientales que cualquier tipo de agricultura. Utiliza una gran cantidad de tierra y pueden ser necesarios fertilizantes y pesticidas para un crecimiento rentable. La biomasa que se produce como subproducto de la agricultura es prometedora, pero la mayor parte de esa biomasa se utiliza actualmente, al menos para arar el suelo como fertilizante.
Energía eólica
El impacto ambiental de la generación de electricidad de la energía eólica es menor en comparación con el de la energía fósil. Las turbinas eólicas tienen un potencial de calentamiento global más bajo por unidad de electricidad generada: menos gases de efecto invernadero se emiten que para la unidad media de electricidad, por lo que la energía eólica ayuda a limitar el cambio climático. La energía eólica no consume combustible y no emite contaminación atmosférica, a diferencia de las fuentes de energía fósil. La energía consumida para fabricar y transportar los materiales utilizados para construir una planta de energía eólica es igual a la nueva energía producida por la planta en pocos meses.
Los parques eólicos onshore (en tierra) pueden tener un impacto visual significativo en el paisaje. Debido a una densidad de energía superficial muy baja y requisitos de espaciamiento, las granjas eólicas suelen tener que extenderse sobre más tierra que otras centrales eléctricas. Su red de turbinas, caminos de acceso, líneas de transmisión y subestaciones puede resultar en "energía sprawl"; aunque la tierra entre las turbinas y carreteras todavía se puede utilizar para la agricultura.
Los conflictos surgen especialmente en paisajes escénicos y culturalmente importantes. Se pueden aplicar restricciones de localización (como contratiempos) para limitar el impacto. La tierra entre las turbinas y las carreteras de acceso todavía se puede utilizar para la agricultura y el pastoreo. Pueden llevar a la "industrialización del campo". Algunos parques eólicos se oponen a zonas escénicas potencialmente protegidas, paisajes arqueológicos y sitios de patrimonio. Un informe del Consejo de Montañismo de Escocia concluyó que las granjas eólicas perjudicaban el turismo en zonas conocidas por paisajes naturales y vistas panorámicas.
La pérdida y la fragmentación de hábitat son los mayores impactos potenciales en la vida silvestre de los parques eólicos terrestres, pero son pequeños y pueden mitigarse si se aplican estrategias adecuadas de vigilancia y mitigación. El impacto ecológico mundial es mínimo. Miles de aves y murciélagos, incluyendo especies raras, han sido asesinados por cuchillas de turbinas eólicas, ya que hay alrededor de otras estructuras hechas por el hombre, aunque las turbinas eólicas son responsables de menos muertes de aves que las centrales eléctricas de combustible fósil. Esto puede ser mitigado con el monitoreo adecuado de la vida silvestre.
Muchas cuchillas de turbina de viento están hechas de fibra de vidrio y algunas sólo tuvieron una vida de 10 a 20 años. Anteriormente, no había mercado para reciclar estas viejas cuchillas, y eran comúnmente desechadas en vertederos. Debido a que las cuchillas están huecas, absorben un gran volumen en comparación con su masa. Desde 2019, algunos operadores de vertederos han comenzado a exigir que las cuchillas sean aplastadas antes de ser llenadas de tierra. Las hojas fabricadas en los 2020s son más propensos a ser completamente reciclables.
Las turbinas de viento también generan ruido. A una distancia de 300 metros (980 pies) esto puede ser alrededor de 45 dB, que es un poco más alto que un refrigerador. A 1,5 km (1 mi) distancia se vuelven inaudibles. Hay informes anécdotales de efectos negativos para la salud en las personas que viven muy cerca de las turbinas eólicas. Por lo general, la investigación revisada por los propios medios no ha apoyado esas reclamaciones. Pile-conducir a construir parques eólicos no flotantes es ruidoso bajo el agua, pero en operación viento offshore es mucho más tranquilo que los barcos.Energía geotérmica
La energía geotérmica es el calor de la Tierra, que puede aprovecharse para producir electricidad en centrales eléctricas. El agua caliente producida a partir de fuentes geotérmicas se puede utilizar para la industria, la agricultura, el baño y la limpieza. Cuando se pueden aprovechar fuentes subterráneas de vapor, el vapor se utiliza para hacer funcionar una turbina de vapor. Las fuentes de vapor geotérmicas tienen una vida limitada a medida que se agota el agua subterránea. Los sistemas que hacen circular el agua superficial a través de formaciones rocosas para producir agua caliente o vapor son, en una escala de tiempo relevante para los humanos, renovables.
Si bien una planta de energía geotérmica no quema ningún combustible, aún tendrá emisiones debido a sustancias distintas al vapor que surgen de los pozos geotérmicos. Estos pueden incluir sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono. Algunas fuentes de vapor geotérmica arrastran minerales no solubles que deben eliminarse del vapor antes de utilizarlo para la generación; este material debe ser eliminado adecuadamente. Cualquier central eléctrica de vapor (de ciclo cerrado) requiere agua de refrigeración para los condensadores; La desviación del agua de refrigeración de fuentes naturales y su aumento de temperatura cuando se devuelve a arroyos o lagos pueden tener un impacto significativo en los ecosistemas locales.
La extracción de agua subterránea y el enfriamiento acelerado de las formaciones rocosas pueden provocar temblores de tierra. Los sistemas geotérmicos mejorados (EGS) fracturan la roca subterránea para producir más vapor; Estos proyectos pueden provocar terremotos. Ciertos proyectos geotérmicos (como uno cerca de Basilea, Suiza en 2006) han sido suspendidos o cancelados debido a una sismicidad objetable inducida por la recuperación geotérmica. Sin embargo, los riesgos asociados con la "sismicidad inducida por hidrofracturación son bajos en comparación con los de los terremotos naturales y pueden reducirse mediante una gestión y un seguimiento cuidadosos" y "no debe considerarse como un impedimento para un mayor desarrollo del recurso de energía geotérmica Hot Rock".
Energía solar
La energía solar es más limpia que la electricidad de los combustibles fósiles, por lo que puede ser bueno para el medio ambiente cuando reemplaza eso. La energía solar no conduce a emisiones dañinas durante la operación, pero la producción de los paneles conduce a cierta cantidad de contaminación. Un estudio de 2021 estimó la huella de carbono de los paneles monocristalinos de fabricación a 515 g CO2/k Wp en EE.UU. y 740 g CO2/kWp en China, pero se espera que esto caiga a medida que los fabricantes utilizan más electricidad limpia y materiales reciclados. La energía solar conlleva un costo inicial para el medio ambiente a través de la producción con un tiempo de reembolso de carbono de varios años a partir de 2022, pero ofrece energía limpia para el resto de su vida de 30 años.
Las emisiones de gases de efecto invernadero de ciclo de vida de las granjas solares son inferiores a 50 gramos (g) por kilovatio-hora (kWh), pero con almacenamiento de baterías podría ser de hasta 150 g/kWh. Por el contrario, una central eléctrica de ciclo combinado sin captura y almacenamiento de carbono emite alrededor de 500 g/kWh, y una central de energía de carbón alrededor de 1000 g/kWh. Similar a todas las fuentes de energía donde sus emisiones totales de ciclo de vida son principalmente de la construcción, el interruptor a baja energía de carbono en la fabricación y el transporte de dispositivos solares reduciría aún más las emisiones de carbono.
La densidad de energía de la superficie del ciclo de vida de la energía solar varía mucho pero promedios alrededor de 7 W/m2, en comparación con cerca de 240 para la energía nuclear y 480 para el gas. Sin embargo, cuando se calcula que la tierra necesaria para la extracción y el procesamiento de gas no tiene mucha mayor densidad de energía que la energía solar. PV requiere cantidades mucho mayores de superficie terrestre para producir la misma cantidad nominal de energía que las fuentes con mayor densidad de potencia superficial y factor de capacidad. Según un estudio de 2021, la obtención del 25 al 80% de la electricidad de las fincas solares en su propio territorio para 2050 requeriría que los paneles cubrieran terrenos de 0,5 a 2,8% de la Unión Europea, 0,3 a 1,4% en la India, y 1,2 a 5,2% en Japón y Corea del Sur. La ocupación de zonas tan grandes para las granjas PV podría impulsar la oposición residencial, así como llevar a la deforestación, la eliminación de vegetación y la conversión de tierras agrícolas. Sin embargo, algunos países, como Corea del Sur y Japón, utilizan la tierra para la agricultura bajo el PV, o solar flotante, junto con otras fuentes de energía baja en carbono. El uso mundial de la tierra tiene un impacto ecológico mínimo. El uso de la tierra puede reducirse al nivel de potencia de gas instalando edificios y otras áreas construidas.
Los materiales perjudiciales se utilizan en la producción de paneles solares, pero generalmente en cantidades pequeñas. A partir de 2022 el impacto ambiental del perovskite es difícil de estimar, pero hay cierta preocupación que el plomo puede convertirse en un problema. Un estudio de la Agencia Internacional de Energía 2021 proyecta que la demanda de cobre se duplicará en 2040. El estudio advierte que la oferta debe aumentar rápidamente para satisfacer la demanda del despliegue a gran escala de energía solar y las actualizaciones requeridas de la red. También puede ser necesario más dicurio e indio y el reciclaje puede ayudar.
Como los paneles solares a veces son reemplazados por paneles más eficientes, los paneles de segunda mano a veces se reutilizan en los países en desarrollo, por ejemplo en África. Varios países tienen normas específicas para el reciclaje de paneles solares. Aunque el costo de mantenimiento ya es bajo en comparación con otras fuentes de energía, algunos académicos han pedido que los sistemas de energía solar estén diseñados para ser más reparables.
Una proporción muy pequeña de energía solar es la energía solar concentrada. La energía solar concentrada puede usar mucho más agua que la energía a gas. Esto puede ser un problema, ya que este tipo de energía solar necesita luz solar fuerte, así que a menudo se construye en desiertos.