El uso eficiente de la energía , a veces llamado simplemente eficiencia energética , es el proceso de reducir la cantidad de energía necesaria para proporcionar productos y servicios. Por ejemplo, aislar un edificio le permite utilizar menos energía de calefacción y refrigeración para lograr y mantener un confort térmico . La instalación de bombillas de diodos emisores de luz , iluminación fluorescente o tragaluces naturales reduce la cantidad de energía necesaria para alcanzar el mismo nivel de iluminación en comparación con el uso de bombillas incandescentes tradicionales . Las mejoras en la eficiencia energética generalmente se logran mediante la adopción de una tecnología o un proceso de producción más eficiente [1] o mediante la aplicación de métodos comúnmente aceptados para reducir las pérdidas de energía.
Hay muchas motivaciones para mejorar la eficiencia energética. La disminución del uso de energía reduce los costos de energía y puede resultar en un ahorro de costos financieros para los consumidores si los ahorros de energía compensan cualquier costo adicional de implementar una tecnología energéticamente eficiente. La reducción del uso de energía también se considera una solución al problema de minimizar las emisiones de gases de efecto invernadero . Una mayor eficiencia energética en los edificios , los procesos industriales y el transporte podría reducir en un tercio las necesidades energéticas del mundo en 2050 y ayudar a reducir las emisiones globales de gases de efecto invernadero. [2] Otra solución importante es eliminar los subsidios energéticos impulsados por los gobiernos que promueven un alto consumo de energía y un uso ineficiente de la energía en más de la mitad de los países del mundo. [3]
Se dice que la eficiencia energética y las energías renovables son los dos pilares de la política energética sostenible [4] y son altas prioridades en la jerarquía de la energía sostenible . En muchos países también se considera que la eficiencia energética tiene un beneficio para la seguridad nacional porque puede usarse para reducir el nivel de importaciones de energía de países extranjeros y puede disminuir el ritmo al que se agotan los recursos energéticos internos.
La productividad energética , que mide la producción y la calidad de los bienes y servicios por unidad de entrada de energía, puede provenir de reducir la cantidad de energía necesaria para producir algo o de aumentar la cantidad o calidad de los bienes y servicios a partir de la misma cantidad de energía. .
Desde el punto de vista de un consumidor de energía , la principal motivación de la eficiencia energética suele ser simplemente ahorrar dinero reduciendo el coste de compra de energía. Además, desde el punto de vista de la política energética , ha habido una larga tendencia a reconocer más ampliamente la eficiencia energética como el "primer combustible", es decir, la capacidad de sustituir o evitar el consumo de combustibles reales. De hecho, la Agencia Internacional de Energía ha calculado que la aplicación de medidas de eficiencia energética en los años 1974-2010 ha logrado evitar más consumo de energía en sus estados miembros que el consumo de cualquier combustible en particular, incluidos los combustibles fósiles (es decir, petróleo, carbón y gas natural). [5]
Además, desde hace tiempo se reconoce que la eficiencia energética aporta otros beneficios adicionales a la reducción del consumo de energía. [6] Algunas estimaciones del valor de estos otros beneficios, a menudo denominados beneficios múltiples , cobeneficios , beneficios auxiliares o beneficios no energéticos , han puesto su valor sumado incluso por encima del de los beneficios energéticos directos. [7]
Estos múltiples beneficios de la eficiencia energética incluyen cosas como la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero , la reducción de la contaminación del aire y la mejora de la salud y la mejora de la seguridad energética . Se han desarrollado métodos para calcular el valor monetario de estos múltiples beneficios, incluido, por ejemplo, el método del experimento de elección para mejoras que tienen un componente subjetivo (como la estética o la comodidad) [5] y el método Tuominen-Seppänen para la reducción del riesgo de precios. [8] [9] Cuando se incluyen en el análisis, se puede demostrar que el beneficio económico de las inversiones en eficiencia energética es significativamente mayor que simplemente el valor de la energía ahorrada. [5]
La eficiencia energética ha demostrado ser una estrategia rentable para generar economías sin aumentar necesariamente el consumo de energía . Por ejemplo, el estado de California comenzó a implementar medidas de eficiencia energética a mediados de la década de 1970, incluidos códigos de construcción y estándares de electrodomésticos con estrictos requisitos de eficiencia. Durante los años siguientes, el consumo de energía de California se mantuvo aproximadamente estable per cápita, mientras que el consumo nacional de Estados Unidos se duplicó. [10] Como parte de su estrategia, California implementó una "orden de carga" de nuevos recursos energéticos que coloca la eficiencia energética en primer lugar, el suministro de electricidad renovable en segundo lugar y las nuevas plantas de energía alimentadas con fósiles en último lugar. [11] Estados como Connecticut y Nueva York han creado Bancos Verdes cuasi públicos para ayudar a los propietarios de edificios residenciales y comerciales a financiar mejoras de eficiencia energética que reduzcan las emisiones y reduzcan los costos energéticos de los consumidores. [12]
La conservación de energía es más amplia que la eficiencia energética al incluir esfuerzos activos para disminuir el consumo de energía, por ejemplo mediante cambios de comportamiento , además de utilizar la energía de manera más eficiente. Ejemplos de conservación sin mejoras de eficiencia son calentar menos una habitación en invierno, utilizar menos el coche, secar la ropa al aire en lugar de utilizar la secadora o habilitar modos de ahorro de energía en un ordenador. Al igual que con otras definiciones, la frontera entre el uso eficiente de la energía y la conservación de la energía puede ser confusa, pero ambas son importantes en términos ambientales y económicos. [13]
La eficiencia energética (usar menos energía para entregar los mismos bienes o servicios, o entregar servicios comparables con menos bienes) es una piedra angular de muchas estrategias de energía sostenible . [14] [15] La Agencia Internacional de Energía (AIE) ha estimado que aumentar la eficiencia energética podría lograr el 40% de las reducciones de emisiones de gases de efecto invernadero necesarias para cumplir los objetivos del Acuerdo de París. [16] La energía puede conservarse aumentando la eficiencia técnica de los electrodomésticos, los vehículos, los procesos industriales y los edificios. [17]
Si la demanda de servicios energéticos se mantiene constante, mejorar la eficiencia energética reducirá el consumo de energía y las emisiones de carbono. Sin embargo, muchas mejoras de eficiencia no reducen el consumo de energía en la cantidad prevista por modelos de ingeniería simples. Esto se debe a que abaratan los servicios energéticos y, por tanto, aumenta el consumo de esos servicios. Por ejemplo, dado que los vehículos de bajo consumo de combustible abaratan los viajes, los consumidores pueden optar por conducir más distancias, compensando así algunos de los posibles ahorros de energía. De manera similar, un extenso análisis histórico de las mejoras en la eficiencia tecnológica ha demostrado de manera concluyente que las mejoras en la eficiencia energética casi siempre fueron superadas por el crecimiento económico, lo que resultó en un aumento neto en el uso de recursos y la contaminación asociada. [18] Estos son ejemplos del efecto rebote directo . [19]
Las estimaciones sobre la magnitud del efecto rebote oscilan entre aproximadamente el 5% y el 40%. [20] [21] [22] Es probable que el efecto rebote sea inferior al 30% a nivel de los hogares y puede estar más cerca del 10% en el caso del transporte. [19] Un efecto rebote del 30% implica que las mejoras en la eficiencia energética deberían alcanzar el 70% de la reducción en el consumo de energía proyectada utilizando modelos de ingeniería.
Los electrodomésticos modernos, como congeladores , hornos , estufas , lavavajillas , lavadoras y secadoras, utilizan significativamente menos energía que los electrodomésticos más antiguos. Los refrigeradores energéticamente eficientes actuales, por ejemplo, utilizan un 40 por ciento menos de energía que los modelos convencionales en 2001. Después de esto, si todos los hogares en Europa cambiaran sus electrodomésticos de más de diez años por otros nuevos, se consumirían 20 mil millones de kWh de electricidad. ahorrado anualmente, reduciendo así las emisiones de CO 2 en casi 18 mil millones de kg. [23] En los EE.UU., las cifras correspondientes serían 17 mil millones de kWh de electricidad y 27.000.000.000 lb (1,2 × 10 10 kg) de CO 2 . [24] Según un estudio de 2009 de McKinsey & Company, la sustitución de electrodomésticos viejos es una de las medidas globales más eficientes para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. [25] Los sistemas modernos de administración de energía también reducen el uso de energía por parte de los electrodomésticos inactivos apagándolos o poniéndolos en modo de bajo consumo de energía después de un cierto tiempo. Muchos países identifican los electrodomésticos energéticamente eficientes mediante el etiquetado de entrada de energía . [26]
El impacto de la eficiencia energética en los picos de demanda depende de cuándo se utiliza el electrodoméstico. Por ejemplo, un aire acondicionado utiliza más energía durante la tarde cuando hace calor. Por lo tanto, un aire acondicionado energéticamente eficiente tendrá un impacto mayor en la demanda pico que en la demanda valle. Un lavavajillas energéticamente eficiente, por el contrario, utiliza más energía a última hora de la noche, cuando la gente lava los platos. Es posible que este aparato tenga poco o ningún impacto en los picos de demanda.
Durante el período 2001-2021, las empresas de tecnología han reemplazado los interruptores de silicio tradicionales en un circuito eléctrico con transistores de nitruro de galio más rápidos para hacer que los nuevos dispositivos sean lo más eficientes energéticamente posible. Sin embargo, los transistores de nitruro de galio son más costosos. Este es un cambio significativo en la reducción de la huella de carbono . [27] [28] [29]
Los edificios son un campo importante para las mejoras de la eficiencia energética en todo el mundo debido a su papel como importante consumidor de energía. Sin embargo, la cuestión del uso de energía en los edificios no es sencilla ya que las condiciones interiores que se pueden lograr con el uso de energía varían mucho. Todas las medidas que mantienen los edificios cómodos, iluminación, calefacción, refrigeración y ventilación, consumen energía. Normalmente, el nivel de eficiencia energética de un edificio se mide dividiendo la energía consumida por la superficie del edificio, lo que se conoce como consumo de energía específico o intensidad de uso de energía: [32]
Sin embargo, la cuestión es más compleja ya que los materiales de construcción han incorporado energía en ellos. Por otro lado, se puede recuperar energía de los materiales cuando se desmantela el edificio reutilizando materiales o quemándolos para obtener energía. Además, cuando se utiliza el edificio, las condiciones interiores pueden variar, lo que da como resultado ambientes interiores de mayor o menor calidad. Finalmente, la eficiencia general se ve afectada por el uso del edificio: ¿está el edificio ocupado la mayor parte del tiempo y los espacios se utilizan de manera eficiente, o está el edificio prácticamente vacío? Incluso se ha sugerido que para una contabilidad más completa de la eficiencia energética, el consumo de energía específico debería modificarse para incluir estos factores: [33]
Por lo tanto, un enfoque equilibrado de la eficiencia energética en los edificios debería ser más integral que simplemente intentar minimizar la energía consumida. Se deben tener en cuenta cuestiones como la calidad del ambiente interior y la eficiencia en el uso del espacio. Por lo tanto, las medidas utilizadas para mejorar la eficiencia energética pueden adoptar muchas formas diferentes. A menudo incluyen medidas pasivas que inherentemente reducen la necesidad de utilizar energía, como un mejor aislamiento. Muchos cumplen diversas funciones, mejorando las condiciones interiores y reduciendo el uso de energía, como un mayor uso de la luz natural.
La ubicación y el entorno de un edificio juegan un papel clave en la regulación de su temperatura e iluminación. Por ejemplo, los árboles, el paisaje y las colinas pueden proporcionar sombra y bloquear el viento. En climas más fríos, diseñar edificios del hemisferio norte con ventanas orientadas al sur y edificios del hemisferio sur con ventanas orientadas al norte aumenta la cantidad de sol (en última instancia, energía térmica) que ingresa al edificio, minimizando el uso de energía al maximizar la calefacción solar pasiva . Un diseño estricto del edificio, que incluya ventanas energéticamente eficientes, puertas bien selladas y aislamiento térmico adicional de paredes, losas del sótano y cimientos, puede reducir la pérdida de calor entre un 25 y un 50 por ciento. [26] [34]
Los techos oscuros pueden calentarse hasta 39 °C (70 °F) más que las superficies blancas más reflectantes . Transmiten parte de este calor adicional al interior del edificio. Estudios estadounidenses han demostrado que los tejados de colores claros utilizan un 40 por ciento menos de energía para enfriar que los edificios con tejados más oscuros. Los sistemas de techo blanco ahorran más energía en climas más soleados. Los sistemas electrónicos avanzados de calefacción y refrigeración pueden moderar el consumo de energía y mejorar el confort de las personas en el edificio. [26]
La ubicación adecuada de ventanas y tragaluces, así como el uso de elementos arquitectónicos que reflejen la luz en un edificio, pueden reducir la necesidad de iluminación artificial. Un estudio ha demostrado que un mayor uso de la iluminación natural y de trabajo aumenta la productividad en escuelas y oficinas. [26] Las lámparas fluorescentes compactas utilizan dos tercios menos de energía y pueden durar de 6 a 10 veces más que las bombillas incandescentes . Las luces fluorescentes más nuevas producen luz natural y, en la mayoría de las aplicaciones, son rentables, a pesar de su mayor costo inicial, con períodos de recuperación de tan sólo unos pocos meses. Las lámparas LED utilizan sólo alrededor del 10% de la energía que requiere una lámpara incandescente.
El diseño eficaz de un edificio energéticamente eficiente puede incluir el uso de infrarrojos pasivos de bajo coste para apagar la iluminación cuando áreas están desocupadas, como baños, pasillos o incluso áreas de oficinas fuera del horario laboral. Además, los niveles de lux se pueden controlar mediante sensores de luz natural vinculados al esquema de iluminación del edificio para encender/apagar o atenuar la iluminación a niveles predefinidos para tener en cuenta la luz natural y así reducir el consumo. Los sistemas de gestión de edificios vinculan todo esto en una computadora centralizada para controlar los requisitos de iluminación y energía de todo el edificio. [35]
En un análisis que integra una simulación residencial ascendente con un modelo económico multisectorial, se ha demostrado que las ganancias variables de calor causadas por el aislamiento y la eficiencia del aire acondicionado pueden tener efectos de desplazamiento de carga que no son uniformes en la carga eléctrica. El estudio también destacó el impacto de una mayor eficiencia de los hogares en las decisiones de capacidad de generación de energía que realiza el sector eléctrico. [36]
La elección de qué tecnología de calefacción o refrigeración de espacios utilizar en los edificios puede tener un impacto significativo en el uso y la eficiencia de la energía. Por ejemplo, reemplazar una antigua caldera de gas natural con una eficiencia del 50 % por una nueva con una eficiencia del 95 % reducirá drásticamente el uso de energía, las emisiones de carbono y las facturas de gas natural en invierno. Las bombas de calor geotérmicas pueden ser aún más eficientes energéticamente y rentables. Estos sistemas utilizan bombas y compresores para mover el fluido refrigerante a lo largo de un ciclo termodinámico con el fin de "bombear" calor contra su flujo natural del calor al frío, con el fin de transferir calor a un edificio desde el gran depósito térmico contenido en el suelo cercano. El resultado es que las bombas de calor suelen utilizar cuatro veces menos energía eléctrica para suministrar una cantidad equivalente de calor que un calentador eléctrico directo. Otra ventaja de una bomba de calor geotérmica es que se puede invertir en verano y funcionar para enfriar el aire transfiriendo calor del edificio al suelo. La desventaja de las bombas de calor geotérmicas es su alto coste de capital inicial, pero normalmente se recupera en un plazo de cinco a diez años como resultado de un menor uso de energía.
El sector comercial está adoptando lentamente medidores inteligentes para mostrar al personal y con fines de monitoreo interno el uso de energía del edificio en un formato dinámico y presentable. El uso de analizadores de calidad eléctrica se puede introducir en un edificio existente para evaluar el uso, la distorsión armónica, los picos, las oleadas y las interrupciones, entre otros, para, en última instancia, hacer que el edificio sea más eficiente energéticamente. A menudo, estos medidores se comunican mediante redes de sensores inalámbricos .
Green Building XML es un esquema emergente, un subconjunto de los esfuerzos de Building Information Modeling , centrado en el diseño y operación de edificios ecológicos. Se utiliza como entrada en varios motores de simulación energética. Pero con el desarrollo de la tecnología informática moderna, hay disponibles en el mercado una gran cantidad de herramientas de simulación del rendimiento de los edificios . Al elegir qué herramienta de simulación utilizar en un proyecto, el usuario debe considerar la precisión y confiabilidad de la herramienta, considerando la información de construcción que tiene a mano, que servirá como entrada para la herramienta. Yezioro, Dong y Leite [37] desarrollaron un enfoque de inteligencia artificial para evaluar los resultados de la simulación del rendimiento de los edificios y descubrieron que las herramientas de simulación más detalladas tienen el mejor rendimiento de simulación en términos de consumo de electricidad de calefacción y refrigeración dentro del 3% del error absoluto medio.
Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED) es un sistema de calificación organizado por el US Green Building Council (USGBC) para promover la responsabilidad ambiental en el diseño de edificios. Actualmente ofrecen cuatro niveles de certificación para edificios existentes (LEED-EBOM) y de nueva construcción (LEED-NC) basados en el cumplimiento de un edificio con los siguientes criterios: Sitios sostenibles , eficiencia hídrica , energía y atmósfera, materiales y recursos, calidad ambiental interior. e innovación en diseño. [38] En 2013, el USGBC desarrolló LEED Dynamic Plaque, una herramienta para rastrear el desempeño del edificio frente a las métricas LEED y un camino potencial hacia la recertificación. Al año siguiente, el consejo colaboró con Honeywell para extraer datos sobre el uso de energía y agua, así como la calidad del aire interior de un BAS para actualizar automáticamente la placa, proporcionando una vista del rendimiento casi en tiempo real. La oficina del USGBC en Washington, DC es uno de los primeros edificios que cuenta con la placa dinámica LEED de actualización en vivo. [39]
Una modernización energética profunda es un proceso de análisis y construcción de todo el edificio que se utiliza para lograr ahorros de energía mucho mayores que las modernizaciones energéticas convencionales . Las modernizaciones energéticas profundas se pueden aplicar tanto a edificios residenciales como no residenciales (“comerciales”). Una modernización energética profunda generalmente resulta en ahorros de energía del 30 por ciento o más, tal vez distribuidos en varios años, y puede mejorar significativamente el valor del edificio. [40] El Empire State Building ha pasado por un profundo proceso de modernización energética que se completó en 2013. El equipo del proyecto, formado por representantes de Johnson Controls , Rocky Mountain Institute , Clinton Climate Initiative y Jones Lang LaSalle , habrá alcanzado un consumo energético anual reducción del 38% y $4,4 millones. [41] Por ejemplo, las 6.500 ventanas fueron remanufacturadas en el sitio para convertirlas en superventanas que bloquean el calor pero dejan pasar la luz. Los costos operativos del aire acondicionado en los días calurosos se redujeron y esto ahorró $17 millones del costo de capital del proyecto de inmediato, financiando en parte otras modernizaciones. [42] Al recibir una calificación de oro de Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED) en septiembre de 2011, el Empire State Building es el edificio con certificación LEED más alto de los Estados Unidos. [30] El edificio de la ciudad y el condado de Indianápolis se sometió recientemente a un profundo proceso de modernización energética, que ha logrado una reducción anual de energía del 46% y un ahorro de energía anual de 750.000 dólares.
Las modernizaciones energéticas, incluidas las profundas, y otros tipos emprendidos en ubicaciones residenciales, comerciales o industriales generalmente reciben apoyo a través de diversas formas de financiación o incentivos. Los incentivos incluyen reembolsos preenvasados en los que es posible que el comprador/usuario ni siquiera sepa que el artículo que está utilizando ha sido reembolsado o "comprado". Las compras reducidas "Upstream" o "Midstream" son comunes para los productos de iluminación eficiente. Otros reembolsos son más explícitos y transparentes para el usuario final mediante el uso de solicitudes formales. Además de los reembolsos, que pueden ofrecerse a través de programas gubernamentales o de servicios públicos, los gobiernos a veces ofrecen incentivos fiscales para proyectos de eficiencia energética. Algunas entidades ofrecen servicios de facilitación y orientación sobre reembolsos y pagos que permiten a los clientes de uso final de energía acceder a programas de reembolsos e incentivos.
Para evaluar la solidez económica de las inversiones en eficiencia energética en edificios, se puede utilizar el análisis de rentabilidad o CEA. Un cálculo CEA producirá el valor de la energía ahorrada, a veces llamada negavatios , en $/kWh. La energía en tal cálculo es virtual en el sentido de que nunca se consumió sino que se ahorró debido a alguna inversión en eficiencia energética que se realizó. Así, la CEA permite comparar el precio de los negavatios con el precio de energías como la electricidad de la red o la alternativa renovable más barata. El beneficio del enfoque CEA en los sistemas energéticos es que evita la necesidad de adivinar los precios futuros de la energía a los efectos del cálculo, eliminando así la principal fuente de incertidumbre en la evaluación de las inversiones en eficiencia energética. [43]
Las industrias utilizan una gran cantidad de energía para impulsar una amplia gama de procesos de fabricación y extracción de recursos. Muchos procesos industriales requieren grandes cantidades de calor y energía mecánica, la mayor parte de la cual se entrega en forma de gas natural , combustibles derivados del petróleo y electricidad . Además, algunas industrias generan combustible a partir de productos de desecho que pueden utilizarse para proporcionar energía adicional.
Debido a que los procesos industriales son tan diversos, es imposible describir la multitud de oportunidades posibles para la eficiencia energética en la industria. Muchos dependen de las tecnologías y procesos específicos que se utilizan en cada instalación industrial. Sin embargo, existen una serie de procesos y servicios energéticos que se utilizan ampliamente en muchas industrias.
Diversas industrias generan vapor y electricidad para su posterior uso dentro de sus instalaciones. Cuando se genera electricidad, el calor que se produce como subproducto puede capturarse y utilizarse para procesos de vapor, calefacción u otros fines industriales. La generación de electricidad convencional tiene aproximadamente un 30% de eficiencia, mientras que la combinación de calor y energía (también llamada cogeneración ) convierte hasta el 90 por ciento del combustible en energía utilizable. [44]
Las calderas y hornos avanzados pueden funcionar a temperaturas más altas y quemar menos combustible. Estas tecnologías son más eficientes y producen menos contaminantes. [44]
Más del 45 por ciento del combustible utilizado por los fabricantes estadounidenses se quema para producir vapor. Una instalación industrial típica puede reducir este uso de energía en un 20 por ciento (según el Departamento de Energía de EE. UU .) aislando las líneas de retorno de vapor y condensado, deteniendo las fugas de vapor y manteniendo las trampas de vapor. [44]
Los motores eléctricos generalmente funcionan a una velocidad constante, pero un variador de velocidad permite que la producción de energía del motor coincida con la carga requerida. De este modo se consigue un ahorro de energía que oscila entre el 3 y el 60 por ciento, dependiendo del uso del motor. Las bobinas de motor fabricadas con materiales superconductores también pueden reducir las pérdidas de energía. [44] Los motores también pueden beneficiarse de la optimización del voltaje . [45] [46]
La industria utiliza una gran cantidad de bombas y compresores de todas las formas y tamaños y en una amplia variedad de aplicaciones. La eficiencia de las bombas y compresores depende de muchos factores, pero a menudo se pueden realizar mejoras implementando un mejor control de procesos y mejores prácticas de mantenimiento. Los compresores se utilizan comúnmente para proporcionar aire comprimido que se utiliza para limpieza con chorro de arena, pintura y otras herramientas eléctricas. Según el Departamento de Energía de EE. UU., la optimización de los sistemas de aire comprimido mediante la instalación de variadores de velocidad, junto con el mantenimiento preventivo para detectar y reparar fugas de aire, puede mejorar la eficiencia energética entre un 20 y un 50 por ciento. [44]
La eficiencia energética estimada para un automóvil es de 280 pasajeros-milla/10 6 Btu. [48] Hay varias maneras de mejorar la eficiencia energética de un vehículo. El uso de una aerodinámica mejorada para minimizar la resistencia puede aumentar la eficiencia del combustible del vehículo . Reducir el peso del vehículo también puede mejorar la economía de combustible, razón por la cual los materiales compuestos se utilizan ampliamente en las carrocerías de los automóviles.
Los neumáticos más avanzados, con menor fricción con la carretera y menor resistencia a la rodadura, pueden ahorrar gasolina. La economía de combustible se puede mejorar hasta en un 3,3% manteniendo los neumáticos inflados a la presión correcta. [49] Reemplazar un filtro de aire obstruido puede mejorar el consumo de combustible de un automóvil hasta en un 10 por ciento en vehículos más antiguos. [50] En los vehículos más nuevos (de 1980 en adelante) con motores con inyección de combustible controlados por computadora, un filtro de aire obstruido no tiene ningún efecto en las millas por galón, pero reemplazarlo puede mejorar la aceleración entre un 6 y un 11 por ciento. [51] La aerodinámica también ayuda a la eficiencia de un vehículo. El diseño de un automóvil influye en la cantidad de gasolina necesaria para moverlo por el aire. La aerodinámica involucra el aire alrededor del automóvil, lo que puede afectar la eficiencia de la energía gastada. [52]
Los turbocompresores pueden aumentar la eficiencia del combustible al permitir un motor de menor cilindrada. El 'Motor del año 2011' es el motor Fiat TwinAir equipado con turbocompresor MHI. "En comparación con un motor de 1,2 litros y 8v, el nuevo turbo de 85 CV tiene un 23% más de potencia y un índice de rendimiento un 30% mejor. El rendimiento del dos cilindros no sólo equivale a un motor de 1,4 litros y 16v, sino también al consumo de combustible. es un 30% menor." [53]
Los vehículos energéticamente eficientes pueden alcanzar el doble de eficiencia de combustible que un automóvil promedio. Los diseños de vanguardia, como el vehículo conceptual diésel Mercedes-Benz Bionic, han logrado una eficiencia de combustible de hasta 84 millas por galón estadounidense (2,8 L/100 km; 101 mpg -imp ), cuatro veces el promedio automotriz convencional actual. [54]
La tendencia principal en eficiencia automotriz es el auge de los vehículos eléctricos (totalmente eléctricos o híbridos eléctricos). Los motores eléctricos tienen más del doble de eficiencia que los motores de combustión interna. [ cita necesaria ] Los híbridos, como el Toyota Prius , utilizan el frenado regenerativo para recuperar la energía que se disiparía en los automóviles normales; el efecto es especialmente pronunciado en la conducción urbana. [55] Los híbridos enchufables también tienen una mayor capacidad de batería, lo que permite conducir distancias limitadas sin quemar gasolina; en este caso, la eficiencia energética está dictada por cualquier proceso (como la quema de carbón, la hidroelectricidad o una fuente renovable) que creó la energía. Los enchufables normalmente pueden recorrer unas 40 millas (64 km) únicamente con electricidad sin recargar; Si la batería se agota, se activa un motor de gasolina que permite una mayor autonomía. Por último, los coches totalmente eléctricos también están ganando popularidad; El sedán Tesla Model S es el único automóvil totalmente eléctrico de alto rendimiento actualmente en el mercado.
Ciudades de todo el mundo iluminan millones de calles con 300 millones de luces. [56] Algunas ciudades están tratando de reducir el consumo de energía del alumbrado público atenuando las luces durante las horas de menor actividad o cambiando a lámparas LED. [57] Se sabe que las lámparas LED reducen el consumo de energía entre un 50% y un 80%. [58] [59]
Hay varias formas de mejorar el uso de energía por parte de la aviación mediante modificaciones en las aeronaves y la gestión del tráfico aéreo. Los aviones mejoran con una mejor aerodinámica, motores y peso. La densidad de asientos y los factores de carga de carga contribuyen a la eficiencia.
Los sistemas de gestión del tráfico aéreo pueden permitir la automatización del despegue, el aterrizaje y la prevención de colisiones, así como dentro de los aeropuertos, desde cosas simples como HVAC e iluminación hasta tareas más complejas como seguridad y escaneo.
En la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático de 2023 , una de las declaraciones adoptadas fue el COMPROMISO MUNDIAL DE RENOVABLES Y EFICIENCIA ENERGÉTICA firmado por 123 países. La declaración incluye obligaciones de considerar la eficiencia energética como "primer combustible" y duplicar la tasa de aumento de la eficiencia energética del 2% anual al 4% anual para el año 2030. [60] China y la India no firmaron este compromiso. [61]
Las normas internacionales ISO 17743 e ISO 17742 proporcionan una metodología documentada para calcular e informar sobre el ahorro y la eficiencia energética de países y ciudades. [62] [63]
El primer objetivo de eficiencia energética a nivel de la UE se fijó en 1998. Los estados miembros acordaron mejorar la eficiencia energética en un 1 por ciento anual durante doce años. Además, la legislación sobre productos, industria, transporte y edificios ha contribuido a un marco general de eficiencia energética. Se necesitan más esfuerzos para abordar la calefacción y la refrigeración: se desperdicia más calor durante la producción de electricidad en Europa del que se requiere para calentar todos los edificios del continente. [64] En total, se estima que la legislación de la UE sobre eficiencia energética generará ahorros por valor de hasta 326 millones de toneladas de petróleo por año para 2020. [65]
La UE se fijó un objetivo de ahorro de energía del 20% para 2020 en comparación con los niveles de 1990, pero los estados miembros deciden individualmente cómo se logrará el ahorro de energía. En una cumbre de la UE en octubre de 2014, los países de la UE acordaron un nuevo objetivo de eficiencia energética del 27% o más para 2030. Un mecanismo utilizado para lograr el objetivo del 27% son las 'Obligaciones de los proveedores y certificados blancos'. [66] El debate en curso sobre el Paquete de Energía Limpia de 2016 también pone énfasis en la eficiencia energética, pero el objetivo probablemente seguirá siendo alrededor de un 30% mayor de eficiencia en comparación con los niveles de 1990. [65] Algunos han argumentado que esto no será suficiente para que la UE cumpla sus objetivos del Acuerdo de París de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 40% en comparación con los niveles de 1990.
En la Unión Europea, el 78% de las empresas propuso métodos de ahorro de energía en 2023, el 67% mencionó la renegociación de contratos de energía como estrategia y el 62% afirmó traspasar los costos a los consumidores como un plan para hacer frente a las tendencias del mercado energético. [67] [68] [69] Se encontró que las organizaciones más grandes tenían más probabilidades de invertir en eficiencia energética, innovación verde y cambio climático, con un aumento significativo en las inversiones en eficiencia energética reportadas por las pymes y las empresas de mediana capitalización. [70]
La eficiencia energética es fundamental para la política energética en Alemania . [71] A finales de 2015, la política nacional incluye las siguientes metas de eficiencia y consumo (con valores reales para 2014): [72] : 4
Los avances recientes hacia una mayor eficiencia han sido constantes, aparte de la crisis financiera de 2007-2008 . [73] Sin embargo, algunos creen que la eficiencia energética todavía no está suficientemente reconocida en términos de su contribución a la transformación energética de Alemania (o Energiewende ). [74]
Los esfuerzos para reducir el consumo de energía final en el sector del transporte no han tenido éxito, con un crecimiento del 1,7% entre 2005 y 2014. Este crecimiento se debe tanto al transporte por carretera de pasajeros como al de mercancías. Ambos sectores aumentaron su distancia total recorrida hasta registrar las cifras más altas jamás registradas en Alemania. Los efectos de rebote desempeñaron un papel importante, tanto entre la mejora de la eficiencia de los vehículos y la distancia recorrida, como entre la mejora de la eficiencia de los vehículos y el aumento del peso de los vehículos y de la potencia del motor. [75] : 12
En 2014, el gobierno federal alemán publicó su Plan de Acción Nacional sobre Eficiencia Energética (NAPE). [76] [77] Las áreas cubiertas son la eficiencia energética de los edificios, la conservación de energía para las empresas, la eficiencia energética del consumidor y la eficiencia energética del transporte. Las medidas centrales a corto plazo de la NAPE incluyen la introducción de licitaciones competitivas para la eficiencia energética, la recaudación de fondos para la renovación de edificios, la introducción de incentivos fiscales para medidas de eficiencia en el sector de la construcción y la creación de redes de eficiencia energética junto con empresas y industria.
En 2016, el gobierno alemán publicó un libro verde sobre eficiencia energética para consulta pública (en alemán). [78] [79] Describe los posibles desafíos y acciones necesarias para reducir el consumo de energía en Alemania en las próximas décadas. En la presentación del documento, el ministro de Economía y Energía, Sigmar Gabriel, afirmó que "no necesitamos producir, almacenar, transmitir y pagar por la energía que ahorramos". [78] El Libro Verde prioriza el uso eficiente de la energía como "primera" respuesta y también describe oportunidades para el acoplamiento del sector , incluido el uso de energía renovable para calefacción y transporte. [78] Otras propuestas incluyen un impuesto energético flexible que aumenta a medida que caen los precios del petróleo, incentivando así la conservación del combustible a pesar de los bajos precios del petróleo. [80]
En España, cuatro de cada cinco edificios consumen más energía de la que deberían. Están mal aislados o consumen energía de forma ineficiente. [81] [82] [83]
La Unión de Créditos Inmobiliarios (UCI), que tiene operaciones en España y Portugal, está aumentando los préstamos a propietarios de viviendas y grupos de gestión de edificios para iniciativas de eficiencia energética. Su iniciativa de Rehabilitación Energética Residencial tiene como objetivo remodelar e incentivar el uso de energías renovables en al menos 3.720 viviendas de Madrid, Barcelona, Valencia y Sevilla. Se espera que las obras movilicen alrededor de 46,5 millones de euros en mejoras de eficiencia energética para 2025 y ahorren aproximadamente 8,1 GWh de energía. Tiene la capacidad de reducir las emisiones de carbono en 7.545 toneladas por año. [84] [85] [83]
En mayo de 2016, Polonia adoptó una nueva Ley sobre Eficiencia Energética, que entrará en vigor el 1 de octubre de 2016. [86]
En julio de 2009, el Consejo de Gobiernos de Australia , que representa a los estados y territorios individuales de Australia, acordó una Estrategia Nacional sobre Eficiencia Energética (NSEE). [87] Se trata de un plan decenal que acelera la implementación de una adopción a nivel nacional de prácticas energéticamente eficientes y una preparación para la transformación del país hacia un futuro bajo en carbono . El acuerdo rector que rige esta estrategia es el Acuerdo de Asociación Nacional sobre Eficiencia Energética. [88]
En agosto de 2017, el Gobierno de Canadá publicó Build Smart: la estrategia de construcción de Canadá, como impulsor clave del Marco Pancanadiense sobre Crecimiento Limpio y Cambio Climático , la estrategia climática nacional de Canadá. [89]
Un estudio del Energy Modeling Forum de 2011 que abarcó los Estados Unidos examinó cómo las oportunidades de eficiencia energética moldearán la demanda futura de combustible y electricidad durante las próximas décadas. La economía estadounidense ya está dispuesta a reducir su intensidad energética y de carbono, pero serán necesarias políticas explícitas para cumplir los objetivos climáticos. Estas políticas incluyen: un impuesto al carbono , estándares obligatorios para electrodomésticos, edificios y vehículos más eficientes, y subsidios o reducciones en los costos iniciales de nuevos equipos más eficientes energéticamente. [90]
Programas y organizaciones:
Programas internacionales:
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