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Quemando hectáreas

  • miércoles, 21 marzo 2007 @ 09:00 CET
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Artículos Una comparación estrictamente energética entre biocombustibles y energía solar directa. Vamos a comparar la energía que se puede extraer de una plantación de vegetales biocombustibles para la producción de etanol, con la energía solar directa.

1 galón = 3,785 litros (están locos estos americanos, que decían asterisco y obelisco...)

1 hectárea etanol = 2.000 galones/año = 7.700 litros/año

Potencia calorífica etanol = 9.000 Kcal/litro

Por tanto, la potencia de una hectárea sembrada de caña o cualquier otro vegetal del que se pueda extraer etanol es de: 9000 Kcal/litro * 7.700 litro/año = 69.300.000 Kcal/año =

189863 KCal/dia = 7910 KCal/hora

Una hectarea = 10.000 m2

Luego la potencia de 1 m2 sembrado de biocombustible es de 0,79 Kcal/hora

1 Kcal = 4.184 julios

En una hora hay 3.600 segundos, luego 1 Kcal/hora = 4184/3600 = 1,16 jul/seg = 1,16 watios

Luego 0,79 Kcal/hora es una potencia de 0,9 watios para un metro cuadrado de superficie cultivada con biocombustibles.

Desde luego un panel solar que produjera solo esta potencia sería directamente descartado del mercado. No se en que diablos de cálculos se basan los dirigentes de Brasil, Estados Unidos y México para decir que los biocombustibles son el futuro energético de la humanidad. La constante solar es de 1366 w/m2, es decir la potencia (energía por unidad de tiempo) que nos da el Sol en un metro cuadrado en la parte alta de la atmósfera.

A nivel del suelo, la atmósfera filtra la mitad de la radiación, de forma que la energía que llega es la otra mitad. Además esta energía es la que llega cuando el sol esta totalmente en el cenit y sus rayos inciden perpendicularmente.

Para calcular la que llega en termino medio hay que volver a dividir por la mitad (la mitad del tiempo es de noche y la otra mitad es el día), y además multiplicarla por un factor aproximado de 0.6 que es aproximadamente la integral de la función coseno del ángulo de inclinación en las 12 horas que hay de sol.

También hay que dividir una vez mas por la mitad, que son los días de sol al año que hay en España en promedio. En realidad, según mi seguimiento de las fotos del Meteosat de los últimos 15 años, se puede afirmar sin demasiado error que, de cada tres días, uno es nublado, otro es soleado y el otro es seminublado. Es decir, las nubes filtran aproximadamente la mitad de la energía del sol. Esto es un filtro adicional al de la propia atmósfera sin nubes, que es también la mitad (la atmósfera dispersa la luz en infinitos choques entre los fotones y las moléculas del aire).

Por tanto, la potencia media que llega al suelo en España es:

1366 w/m2 / 2(atmósfera) / 2(día-noche) / 2(días-de-sol) *0.6(inclinación)
=

102 w/m2

El rendimiento de un panel solar fotovoltaico es de un 15%.

Por medio de paneles solares térmicos (que calientan algún líquido) y bien por generación de vapor (si el liquido supera los 100ºC), o bien por medio de motor Stirling (que convierte calor en trabajo directamente), se pueden obtener fácilmente rendimientos superiores al 40% de estos 100 w/m2. De hecho el limite teórico para los paneles térmicos de alta temperatura (concentrando los rayos del sol) no existe, se pueden diseñar paneles concentradores que aprovechen hasta el 80% del sol para generar electricidad.

Es decir, el etanol es mucho mas ineficiente que los paneles solares (tanto los fotovoltaicos, que son menos eficientes, como los térmicos que son aun mas eficientes).

Del orden de entre 15 y 40 veces mas ineficiente.

Los biocombustibles, como monocultivo, son además muy perjudiciales para el terreno: Una hectárea cultivada siempre con el mismo tipo de planta tarda unos pocos años en ser improductiva. El terreno se acidifica y tarda varios años en recuperarse.

Además, no se han tenido en cuenta el resto de recursos necesarios para la plantación, arado, riego, pesticida, recolección, depuración química, etc necesarios para obtener el etanol. Estos costes deben ser de un orden de magnitud similar a los costes de fabricación de paneles solares, instalación y mantenimiento.

Por tanto, usar hectáreas para producir etanol, además de ser antiecológico, es antieconómico, por lo menos desde el punto de vista energético. Ni que decir tiene que el etanol alimenta coches, pero usa hectáreas que son útiles para alimentar personas.