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    Una rápida transición de los sistemas energéticos del mundo.

    Esta imagen histórica de un campo petrolífero en Pensilvania (EE. UU.) Simboliza el cambio de una industria basada en el carbón a una industria principalmente impulsada por el petróleo a principios del siglo XX. Esta transformación también provocó profundos cambios sociales. Crédito:Deutsches Museum, Archivo:BN25643

    El mundo está cambiando, pero no lo suficientemente rápido. El calentamiento de la Tierra causado por el aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero, ha suscitado suficiente preocupación entre los líderes políticos del mundo como para que finalmente tomen medidas. El Acuerdo de París, ahora ratificado por 168 estados miembros dentro de la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC), se ha fijado el ambicioso objetivo de reducir radicalmente las emisiones de gases de efecto invernadero hasta mediados de este siglo. El objetivo es limitar el aumento de las temperaturas medias mundiales a menos de 2 ° C por encima de los niveles preindustriales. y posiblemente solo 1,5 ° C. Pero los científicos advierten que las emisiones de gases de efecto invernadero siguen aumentando y continuarán haciéndolo durante algunos años, tal vez tanto que el límite de 2 ° C será imposible de mantener y se alcanzarán temperaturas medias sustancialmente más altas.

    Sin embargo, la humanidad cambia su estilo de vida insostenible y cualquier solución que se desarrolle e implemente, una cosa es obvia:vivimos en una época de transición. A nivel económico y tecnológico, y en el nivel de las consecuencias geohistóricas, vivimos al comienzo del Antropoceno, una era en la que la acción humana está teniendo efectos planetarios duraderos y que actualmente se discute como un nuevo período de tiempo geológico. Las próximas décadas verán cambios dramáticos en la producción industrial con nuevos ciclos de materiales, nuevas formas de trabajo, cooperación global necesaria, intercambio de tecnología y, en particular, en la producción de energía. Un sistema energético futuro es de vital importancia para todos los demás procesos y su impacto en el sistema terrestre.

    Las implicaciones sociales y culturales de los desarrollos en el sector de la energía y los recursos son poco conocidas. Con demasiada frecuencia es visible que las humanidades, por un lado, y las ciencias naturales y de la ingeniería, por otro, viven en mundos diferentes. Todo demasiado a menudo, los científicos pasan poco tiempo fuera del ámbito de su propia disciplina. En muchos casos, técnicamente, esto podría funcionar. Pero cuando se trata de desafíos a escalas históricas y geohistóricas, la falta de una perspectiva histórica amplia también puede limitar gravemente las posibilidades de gestionar adecuadamente el proceso de transición. Una comprensión más profunda de los antecedentes históricos de los procesos de transformación energética no solo tiene valor académico, es la única forma de obtener una comprensión clara de la dimensión del desarrollo continuo.

    Por esta razón, la Sección de Ciencias Humanas de la Sociedad Max Planck está explorando la posibilidad de establecer una nueva iniciativa de investigación. Un proyecto piloto, un departamento, o incluso se podría construir un instituto completamente nuevo en torno a una pregunta simple pero de gran alcance:cómo interactúan los cambios tecnológicos en los regímenes energéticos con las condiciones sociales y culturales y, en particular, con los sistemas de conocimiento? La nueva iniciativa de Max Planck tomará una amplia perspectiva histórica y sistemática sobre los escenarios entre el Neolítico y el presente. Involucrará a expertos de diferentes campos académicos para establecer métodos novedosos para la investigación histórica de la transformación energética. La importancia de una perspectiva histórica amplia será el primer principio fundacional. El segundo será la convicción de que la transición energética en curso interactúa con el núcleo de nuestro sistema social. Esto requiere un enfoque reflexivo concebido de manera amplia, ya que conceptos modernos básicos como la libertad individual, la riqueza y el progreso han coevolucionado con el actual régimen de energía fósil. El tercer principio se refiere a los procesos de transformación energética, que deben analizarse en el contexto material de las plantas industriales, distritos mineros y ciclos globales de producción, consumo y contaminación.

    Las nuevas formas de análisis y descripción deben centrarse en las interacciones históricas entre microesferas específicas y la macroesfera planetaria. No menos importante, la investigación del Antropoceno y el Antropoceno asociado será un principio rector del esfuerzo científico interdisciplinario en la nueva iniciativa de investigación.

    Las luces muestran cientos de embarcaciones pesqueras en el mar que rodea a Taiwán y la costa de China continental en esta imagen tomada de la Expedición 40 de la Estación Espacial Internacional (27 de julio de 2014). Crédito:NASA / ISS040-E-081424

    De acuerdo con la tradición de la Sociedad Max Planck, Los académicos involucrados en la iniciativa Max Planck tendrán un amplio espacio para desarrollar sus propias ideas y trabajar en problemas de investigación básica. Este tipo de entorno de trabajo ayudará a comprender los desafíos sociales de la dinámica de la energía y los recursos detrás del cambio climático. Los jóvenes investigadores tendrán grandes oportunidades y libertad, pero también será parte de un ambiente de trabajo verdaderamente interdisciplinario.

    Entender la energía y el cambio social

    Reflexionando sobre los acontecimientos ocurridos desde el comienzo de la era de la industrialización, Es concebible que los próximos años y décadas también sean puntos de inflexión en la historia de la humanidad. La invención de la máquina de vapor cambió la faz del mundo. La posibilidad de mover objetos que eran casi inamovibles con el poder del calor y el vapor, y la posibilidad de aumentar la producción en fábrica con máquinas a niveles sin precedentes ha lanzado a nuestra especie a la era moderna. En los albores de la era industrial, el carbón era el portador de energía que alimentaba las máquinas de vapor y luego las centrales eléctricas. Junto con el acero, el carbón permitió la construcción de ferrocarriles, fábricas a gran escala, y la electrificación de ciudades.

    Desde entonces, Los nuevos materiales y tecnologías han contribuido a cambiar la faz del mundo, y los seres humanos, también. Se considera que hasta uno de cada tres átomos de nitrógeno en nuestro cuerpo se originó en plantas industriales de Haber-Bosch para amoníaco y fertilizantes. Los procesos industriales químicos han tenido un impacto global en la agricultura, biológico, Procesos culturales y políticos.

    Después del carbón vino el petróleo, luego plásticos, y luego silicio. Los circuitos integrados avanzados basados ​​en las propiedades electrónicas de este elemento dieron a las computadoras una potencia sin precedentes para calcular y simular todo tipo de problemas. La era de las computadoras llevó a la era de Internet con todos los fenómenos culturales asombrosos que experimentamos hoy. Pero aunque todavía nos cuesta comprender las implicaciones culturales globales de la era de Internet, con el intercambio mundial de ideas, opiniones, moda o música, nos enfrentamos a la urgencia de incorporar nuestras percepciones a un panorama más amplio de cómo vivirá la humanidad en el futuro. El bienestar de las generaciones futuras dependerá de nuestras decisiones, como la forma en que compartimos el conocimiento y lo hacemos productivo.

    Técnicamente, la transición energética requiere potentes sistemas de almacenamiento de energía para ahorrar electricidad de la energía eólica y solar. En Alemania, centrales de almacenamiento por bombeo como Koepchenwerk, que se construyó entre 1927 y 1930 cerca de la ciudad de Herdecke en Renania del Norte-Westfalia y fue una de las primeras grandes centrales eléctricas de este tipo en Alemania, proporcionar tales posibilidades de almacenamiento de energía, pero solo de forma limitada. Crédito:Markus Schweiss / CC-BY-SA 3.0

    Estamos en una encrucijada, pero nuestros mapas de las áreas que tenemos por delante están parcialmente en blanco. Y eso no se debe solo a la necesidad de realizar más investigaciones sobre la sustancia química fundamental, Procesos físicos y biológicos en el sistema terrestre. También se da el caso de que no sabemos lo suficiente sobre cómo las sociedades humanas interactúan con este sistema y cómo enfrentarán los desafíos del cambio climático y otras transformaciones de nuestro entorno planetario. No está claro qué política, Las medidas económicas y tecnológicas nos conducirán a un futuro más sostenible. La investigación nos ayudará a determinar la forma más rápida y eficiente de implementar redes seguras y confiables para fuentes de energía renovables. que son más propensas a las fluctuaciones que las centrales convencionales de energía fósil o nuclear. Muchas cuestiones políticas están relacionadas con estos problemas. Si uno mira una entidad regional integrada como la Unión Europea, con todas sus muchas opiniones y diferentes intereses, uno tiene una idea de lo difícil que será encontrar acuerdos globales sobre los pasos hacia un futuro sostenible en la producción de energía.

    París es solo el comienzo

    Son necesarias inversiones masivas en todo el mundo en la producción de energía renovable para evitar un calentamiento ambiental excesivo. El límite de 2 ° C no es una decisión arbitraria. El consenso entre los científicos es que incluso temperaturas más altas tendrán consecuencias dramáticas para muchas regiones de nuestro mundo, algunos de los cuales ya estamos viendo hoy. Los patrones globales de lluvia cambiarán, causando fuertes sequías en algunos lugares y fuertes tormentas eléctricas en otros. Los sistemas climáticos alterados conducirán a cambios generalizados en la agricultura y aumentarán la posibilidad de hambrunas, lo que a su vez provocará migraciones y presumiblemente conflictos armados en muchas de las zonas más pobres de nuestro planeta. El aumento de la temperatura atmosférica no se distribuirá uniformemente y algunas regiones se volverán más frías. Otras areas, como la región del Golfo Pérsico o partes de África, experimentará temperaturas extremas mucho más altas, especialmente en los meses de verano, lo que puede significar que las personas deben permanecer en el interior durante períodos de calor intenso. Los países subdesarrollados serán los que más sufrirán el calentamiento global, aunque están menos preparados para afrontarlo y no han contribuido a ello. Con mucho, la mayor parte de los gases de efecto invernadero han sido emitidos por regiones industrializadas, particularmente Europa y Estados Unidos, pero China y otros países en vías de industrialización se están uniendo al club.

    El Acuerdo de París tiene una importancia crucial, pero también tiene sus inconvenientes. No es vinculante; no se pueden invocar sanciones contra países que no cumplan sus promesas de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Incluso los métodos para medir las emisiones de dióxido de carbono no son acordados de manera inequívoca por muchos gobiernos. En lugar de, son la causa de discusiones en curso y futuras.

    La producción de electricidad, el almacenamiento y la distribución es solo uno de los problemas clave en la lucha contra el cambio climático. Las emisiones de todo tipo de tráfico, por tierra, vehículos marítimos y aéreos:son aún más difíciles de sustituir por fuentes de energía sostenibles que la generación de electricidad. Lo mismo ocurre con las emisiones de la agricultura, calefaccion y procesos industriales.

    La situación de la política climática

    El sistema de energía socio-técnico está controlado por una variedad de factores a través de un sistema (negro) de controles y contrapesos. La riqueza y el poder como impulsores centrales a veces eluden estos sistemas de control (rojo). Crédito:MPG

    Todavía, hay alguna razón para el optimismo. En una economía globalmente competitiva, Los precios de la energía son los principales contribuyentes a la competitividad de cualquier nación. Gracias a décadas de trabajo dedicado por científicos de todo el mundo, el costo de producción de electricidad mediante fuentes de energía renovables ha llegado al nivel de los combustibles fósiles. Los precios de la energía eólica en las regiones ricas en viento han sido competitivos durante algún tiempo. Y los últimos años han visto una rápida disminución en el costo de producción de energía fotovoltaica. En algunas áreas con altos niveles de irradiación solar, Las plantas de energía fotovoltaica ya son la fuente de energía más barata disponible, siempre que el sol brille. Almacenar calor o electricidad durante la noche o en días de lluvia es costoso y presenta desafíos científicos y tecnológicos básicos. Integrar la electricidad volátil en los sistemas de energía que constan de portadores de energía eléctrica y molecular, No es suficiente considerar las energías renovables y el almacenamiento como soluciones "integrales". Necesitamos rediseñar todo el sistema de suministro de energía y materiales. El rediseño incluye técnica, económico, aspectos regulatorios y sociales y debe basarse en una comprensión rigurosa de la interrelación entre las interacciones técnicas y sociales mediadas a través de medidas económicas y regulatorias. Con esta perspectiva, Es oportuno comenzar con una consideración holística de las estructuras y conceptos de nuestros sistemas energéticos. Los mercados de la energía se mueven a una velocidad cada vez mayor. Tal vez no sea pura casualidad que el Acuerdo de París se firmó en 2015, el mismo año en que la capacidad de energía eléctrica renovable recién construida por primera vez en la historia superó la adición de plantas de energía fósil. No se puede dejar de insistir en la importancia de estos avances tecnológicos y económicos. Los inversores y las compañías de seguros están empezando a pensar en invertir en paquetes de energía renovable a gran escala.

    Para reducir los riesgos de inversión, los actores de los mercados financieros están tratando de encontrar las mejores formas de implementar enormes paquetes de inversión, donde el fracaso, tecnológico o político, de un gran proyecto no pondrá en peligro toda la inversión. Estas consideraciones son especialmente importantes porque muchas oportunidades de inversión estarán en partes del mundo que no son políticamente, social o económicamente estable. Las negociaciones en París se centraron principalmente en encontrar un acuerdo que casi todos los países estarían dispuestos a firmar. Un año después, en la cumbre climática de Marrakech, Marruecos, muchas discusiones se centraron en nuevas soluciones tecnológicas y oportunidades comerciales.


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