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Hidroelectricidad

La presa de las Tres Gargantas en China central es la instalación de producción de energía más grande del mundo de cualquier tipo.

La hidroelectricidad , o energía hidroeléctrica , es la electricidad generada a partir de energía hidroeléctrica (energía hidráulica). La energía hidroeléctrica suministra una sexta parte de la electricidad mundial , casi 4.500 TWh en 2020, que es más que todas las demás fuentes renovables juntas y también más que la energía nuclear . [1] La energía hidroeléctrica puede proporcionar grandes cantidades de electricidad con bajas emisiones de carbono según la demanda, lo que la convierte en un elemento clave para la creación de sistemas de suministro de electricidad seguros y limpios. [1] Una central hidroeléctrica que tiene una presa y un embalse es una fuente flexible, ya que la cantidad de electricidad producida puede aumentar o disminuir en segundos o minutos en respuesta a la variación de la demanda de electricidad. Una vez construido un complejo hidroeléctrico, no produce residuos directos y casi siempre emite considerablemente menos gases de efecto invernadero que las plantas de energía alimentadas con combustibles fósiles . [2] Sin embargo, cuando se construyen en áreas de bosques tropicales bajos , donde parte del bosque está inundado, se pueden emitir cantidades sustanciales de gases de efecto invernadero. [3]

La construcción de un complejo hidroeléctrico puede tener un impacto ambiental significativo, principalmente en la pérdida de tierras cultivables y el desplazamiento de población. [4] [5] También alteran la ecología natural del río involucrado, afectando hábitats y ecosistemas, y patrones de sedimentación y erosión. Si bien las represas pueden reducir los riesgos de inundaciones, su falla puede ser catastrófica.

En 2021, la capacidad eléctrica hidroeléctrica instalada a nivel mundial alcanzó casi 1.400 GW, la más alta entre todas las tecnologías de energía renovable. [6] La hidroelectricidad desempeña un papel destacado en países como Brasil, Noruega y China. [7] pero existen límites geográficos y cuestiones medioambientales. [8] La energía mareomotriz se puede utilizar en las regiones costeras.

Historia

Museo Central hidroeléctrica "Under the Town" en Užice , Serbia , construido en 1900. [9]

La energía hidroeléctrica se ha utilizado desde la antigüedad para moler harina y realizar otras tareas. A finales del siglo XVIII, la energía hidráulica proporcionó la fuente de energía necesaria para el inicio de la Revolución Industrial . A mediados de la década de 1770, el ingeniero francés Bernard Forest de Bélidor publicó Architecture Hydraulique , que describía máquinas hidráulicas de eje vertical y horizontal, y en 1771 la combinación de Richard Arkwright de energía hidráulica , estructura hidráulica y producción continua jugó un papel importante. en el desarrollo del sistema fabril, con prácticas laborales modernas. [10] En la década de 1840 se desarrolló la red de energía hidráulica para generar y transmitir energía hidroeléctrica a los usuarios finales.

A finales del siglo XIX, se desarrolló el generador eléctrico y ahora podía combinarse con el sistema hidráulico. [11] La creciente demanda derivada de la Revolución Industrial también impulsaría el desarrollo. [12] En 1878, William Armstrong desarrolló el primer proyecto de energía hidroeléctrica del mundo en Cragside , en Northumberland , Inglaterra . Se utilizó para alimentar una lámpara de arco único en su galería de arte. [13] La antigua central eléctrica Schoelkopf nº 1 , EE. UU., cerca de las cataratas del Niágara , comenzó a producir electricidad en 1881. La primera central hidroeléctrica de Edison , la planta Vulcan Street , comenzó a funcionar el 30 de septiembre de 1882 en Appleton, Wisconsin , con una potencia de unos 12,5 kilovatios. [14] En 1886 había 45 centrales hidroeléctricas en los Estados Unidos y Canadá; y en 1889 había 200 sólo en los Estados Unidos. [11]

La casa del generador de agua del castillo de Warwick , utilizada para generar electricidad para el castillo desde 1894 hasta 1940

A principios del siglo XX, empresas comerciales construían muchas pequeñas centrales hidroeléctricas en las montañas cercanas a las áreas metropolitanas. Grenoble , Francia, celebró la Exposición Internacional de Energía Hidroeléctrica y Turismo , con más de un millón de visitantes en 1925. En 1920, cuando el 40% de la energía producida en los Estados Unidos era hidroeléctrica, la Ley Federal de Energía se convirtió en ley. La Ley creó la Comisión Federal de Energía para regular las centrales hidroeléctricas en tierras y aguas federales. A medida que las centrales eléctricas crecieron, sus presas asociadas desarrollaron propósitos adicionales, incluido el control de inundaciones , el riego y la navegación . La financiación federal se hizo necesaria para el desarrollo a gran escala y se crearon corporaciones de propiedad federal, como la Tennessee Valley Authority (1933) y la Bonneville Power Administration (1937). [12] Además, la Oficina de Reclamación , que había iniciado una serie de proyectos de riego en el oeste de EE. UU. a principios del siglo XX, ahora estaba construyendo grandes proyectos hidroeléctricos como la presa Hoover de 1928 . [15] El Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los Estados Unidos también participó en el desarrollo hidroeléctrico, completando la presa de Bonneville en 1937 y siendo reconocido por la Ley de Control de Inundaciones de 1936 como la principal agencia federal de control de inundaciones. [dieciséis]

Las centrales hidroeléctricas siguieron creciendo a lo largo del siglo XX. La energía hidroeléctrica se denominaba "carbón blanco". [17] La ​​central eléctrica inicial de 1.345 MW de la presa Hoover fue la central hidroeléctrica más grande del mundo en 1936; fue eclipsada por la presa Grand Coulee de 6.809 MW en 1942. [18] La presa de Itaipú se inauguró en 1984 en América del Sur como la más grande, produciendo 14 GW , pero fue superada en 2008 por la presa de las Tres Gargantas en China con 22,5 GW . La hidroelectricidad eventualmente abastecería a algunos países, incluidos Noruega , la República Democrática del Congo , Paraguay y Brasil , con más del 85% de su electricidad.

Potencial futuro

En 2021, la Agencia Internacional de Energía (AIE) dijo que se necesitan más esfuerzos para ayudar a limitar el cambio climático . [19] Algunos países han desarrollado mucho su potencial hidroeléctrico y tienen muy poco margen de crecimiento: Suiza produce el 88% de su potencial y México el 80%. [20] En 2022, la AIE publicó una previsión principal de 141 GW generados por energía hidroeléctrica durante el período 2022-2027, que es ligeramente inferior al despliegue logrado entre 2017-2022. Debido a que los tiempos de obtención de permisos ambientales y construcción son largos, estiman que el potencial hidroeléctrico seguirá siendo limitado, y solo se considerarán posibles 40 GW adicionales en el caso acelerado. [6]

Modernización de la infraestructura existente.

En 2021, la AIE dijo que se necesitan importantes reformas de modernización. [1] : 67 

Métodos generadores

Convencional (presas)

La mayor parte de la energía hidroeléctrica proviene de la energía potencial del agua represada que impulsa una turbina hidráulica y un generador . La potencia extraída del agua depende del volumen y de la diferencia de altura entre la fuente y la salida del agua. Esta diferencia de altura se llama cabeza . Una tubería grande (la " compuerta forzada ") lleva agua desde el depósito a la turbina. [21]

almacenamiento por bombeo

Este método produce electricidad para satisfacer las demandas pico altas moviendo agua entre embalses a diferentes elevaciones. En momentos de baja demanda eléctrica, el exceso de capacidad de generación se utiliza para bombear agua al embalse más alto, proporcionando así una respuesta del lado de la demanda . [1] Cuando la demanda aumenta, el agua se devuelve al depósito inferior a través de una turbina. En 2021, los sistemas de almacenamiento por bombeo proporcionaron casi el 85 % de los 190 GW de almacenamiento de energía de la red mundial [1] y mejoraron el factor de capacidad diaria del sistema de generación. El almacenamiento por bombeo no es una fuente de energía y aparece como un número negativo en los listados. [22]

De pasada

Las centrales hidroeléctricas de pasada son aquellas que tienen poca o ninguna capacidad de embalse, de modo que en ese momento sólo el agua proveniente de aguas arriba está disponible para generación, y cualquier exceso de oferta debe quedar sin uso. Un suministro constante de agua de un lago o embalse existente aguas arriba es una ventaja significativa a la hora de elegir sitios para el paso del río. [23]

Marea

Una central de energía mareomotriz aprovecha el ascenso y descenso diario del agua del océano debido a las mareas; dichas fuentes son muy predecibles y, si las condiciones permiten la construcción de embalses, también pueden ser gestionables para generar energía durante períodos de alta demanda. Los tipos menos comunes de proyectos hidroeléctricos utilizan la energía cinética del agua o fuentes no represadas, como las ruedas hidráulicas situadas debajo del agua . La energía mareomotriz es viable en un número relativamente pequeño de lugares en todo el mundo. [24]

Tamaños, tipos y capacidades de las instalaciones hidroeléctricas.

Amplias instalaciones

Los mayores productores de energía del mundo son las centrales hidroeléctricas, con algunas instalaciones hidroeléctricas capaces de generar más del doble de la capacidad instalada de las mayores centrales nucleares actuales .

Aunque no existe una definición oficial para el rango de capacidad de las grandes centrales hidroeléctricas, las instalaciones de más de unos pocos cientos de megavatios generalmente se consideran grandes instalaciones hidroeléctricas.

Actualmente, sólo siete instalaciones de más de 10 GW ( 10.000 MW ) están en funcionamiento en todo el mundo (consulte la tabla a continuación). [25]

Vista panorámica de la Represa de Itaipú , con los aliviaderos (cerrados en el momento de la foto) a la izquierda. En 1994, la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles eligió la Represa de Itaipú como una de las Siete Maravillas del Mundo Moderno . [26]

Pequeño

La pequeña central hidroeléctrica es energía hidroeléctrica a escala que sirve a una pequeña comunidad o planta industrial. La definición de proyecto hidroeléctrico pequeño varía, pero generalmente se acepta como límite superior una capacidad de generación de hasta 10 megavatios (MW). Esto podría ampliarse a 25 MW y 30 MW en Canadá y Estados Unidos. [27] [28]

Una instalación microhidráulica en Vietnam
Hidroelectricidad de Pico en Mondulkiri , Camboya

Las pequeñas centrales hidroeléctricas pueden conectarse a redes de distribución eléctrica convencionales como fuente de energía renovable de bajo costo. Alternativamente, se pueden construir pequeños proyectos hidroeléctricos en áreas aisladas cuyo servicio desde una red no sería rentable, o en áreas donde no existe una red nacional de distribución eléctrica. Dado que los proyectos hidroeléctricos pequeños suelen tener embalses y trabajos de construcción civil mínimos, se considera que tienen un impacto ambiental relativamente bajo en comparación con los grandes proyectos hidroeléctricos. Esta disminución del impacto ambiental depende en gran medida del equilibrio entre el caudal y la producción de energía. [ cita necesaria ]

Micro

Microhidráulica significa instalaciones de energía hidroeléctrica que normalmente producen hasta 100 kW de energía. Estas instalaciones pueden proporcionar energía a una vivienda aislada o a una pequeña comunidad, o en ocasiones están conectadas a redes de energía eléctrica. Hay muchas de estas instalaciones en todo el mundo, particularmente en los países en desarrollo, ya que pueden proporcionar una fuente económica de energía sin necesidad de comprar combustible. [29] Los sistemas microhidráulicos complementan los sistemas de energía solar fotovoltaica porque en muchas áreas el flujo de agua, y por lo tanto la energía hidroeléctrica disponible, es mayor en el invierno, cuando la energía solar es mínima.

pico

Pico hydro es una generación de energía hidroeléctrica de menos de 5 kW . Es útil en comunidades pequeñas y remotas que requieren sólo una pequeña cantidad de electricidad. Por ejemplo, el Proyecto Hidroeléctrico Pico del Grupo de Desarrollo de Tecnología Intermedia de 1,1 kW en Kenia suministra a 57 hogares cargas eléctricas muy pequeñas (por ejemplo, un par de luces y un cargador de teléfono, o un pequeño televisor o radio). [30] Incluso turbinas más pequeñas, de 200 a 300 W, pueden alimentar algunos hogares en un país en desarrollo con una caída de sólo 1 m (3 pies). Una instalación Pico-hidro suele ser de pasada, lo que significa que no se utilizan represas, sino que las tuberías desvían parte del flujo, lo dejan caer por una pendiente y a través de la turbina antes de devolverlo a la corriente.

Subterráneo

Una central eléctrica subterránea se utiliza generalmente en instalaciones grandes y aprovecha una gran diferencia de altura natural entre dos vías fluviales, como una cascada o un lago de montaña. Se construye un túnel para llevar agua desde el depósito alto hasta la sala de generación construida en una caverna cerca del punto más bajo del túnel de agua y un canal de descarga horizontal que lleva el agua al canal de salida inferior.

Medición de las tasas de descarga y cámara de carga en la Estación Generadora de Piedra Caliza en Manitoba , Canadá .

Calcular la potencia disponible

Una fórmula sencilla para aproximar la producción de energía eléctrica en una central hidroeléctrica es:

dónde

La eficiencia suele ser mayor (es decir, más cercana a 1) con turbinas más grandes y modernas. La producción anual de energía eléctrica depende del suministro de agua disponible. En algunas instalaciones, el caudal de agua puede variar en un factor de 10:1 a lo largo de un año. [ cita necesaria ]

Propiedades

Ventajas

La central eléctrica de Ffestiniog puede generar 360 MW de electricidad en 60 segundos desde que surge la demanda.

Flexibilidad

La energía hidroeléctrica es una fuente flexible de electricidad, ya que las estaciones pueden subir y bajar muy rápidamente para adaptarse a las cambiantes demandas de energía. [25] Las turbinas hidráulicas tienen un tiempo de arranque del orden de unos pocos minutos. [31] Aunque la energía de la batería es más rápida, su capacidad es pequeña en comparación con la hidráulica. [1] Se necesitan menos de 10 minutos para que la mayoría de las unidades hidráulicas pasen del arranque en frío a la carga completa; esto es más rápido que la energía nuclear y casi todos los combustibles fósiles. [32] La generación de energía también puede disminuir rápidamente cuando hay un excedente de generación de energía. [33] Por lo tanto, la capacidad limitada de las unidades hidroeléctricas generalmente no se utiliza para producir energía base, excepto para desalojar el estanque de inundación o satisfacer las necesidades aguas abajo. [34] En cambio, puede servir como respaldo para generadores no hidroeléctricos. [33]

Potencia de alto valor

La principal ventaja de las represas hidroeléctricas convencionales con embalses es su capacidad de almacenar agua a bajo costo para enviarla posteriormente como electricidad limpia de alto valor. En 2021, la AIE estimó que "los depósitos de todas las centrales hidroeléctricas convencionales existentes combinados pueden almacenar un total de 1.500 teravatios-hora (TWh) de energía eléctrica en un ciclo completo", lo que representa "unas 170 veces más energía que la flota mundial de centrales hidroeléctricas de almacenamiento por bombeo". [1] No se espera que la capacidad de almacenamiento en baterías supere al almacenamiento por bombeo durante la década de 2020. [1] Cuando se utiliza como energía pico para satisfacer la demanda, la hidroelectricidad tiene un valor más alto que la energía de carga base y un valor mucho más alto en comparación con las fuentes de energía intermitentes como la eólica y la solar.

Las centrales hidroeléctricas tienen una larga vida económica y algunas plantas siguen en servicio después de 50 a 100 años. [35] El costo de la mano de obra operativa también suele ser bajo, ya que las plantas están automatizadas y tienen poco personal en el sitio durante el funcionamiento normal.

Cuando una represa cumple múltiples propósitos, se puede agregar una estación hidroeléctrica con un costo de construcción relativamente bajo, proporcionando un flujo de ingresos útil para compensar los costos de operación de la represa. Se ha calculado que la venta de electricidad de la presa de las Tres Gargantas cubrirá los costos de construcción después de 5 a 8 años de generación completa. [36] Sin embargo, algunos datos muestran que en la mayoría de los países las grandes represas hidroeléctricas serán demasiado costosas y tardarán demasiado en construirse para generar un rendimiento positivo ajustado al riesgo, a menos que se implementen medidas apropiadas de gestión de riesgos. [37]

Idoneidad para aplicaciones industriales

Si bien muchos proyectos hidroeléctricos suministran redes eléctricas públicas, algunos se crean para atender a empresas industriales específicas. A menudo se construyen proyectos hidroeléctricos específicos para proporcionar cantidades sustanciales de electricidad necesarias para las plantas electrolíticas de aluminio , por ejemplo. La presa Grand Coulee pasó a soportar el aluminio de Alcoa en Bellingham, Washington , Estados Unidos, para los aviones estadounidenses de la Segunda Guerra Mundial antes de que se le permitiera proporcionar riego y energía a los ciudadanos (además de energía de aluminio) después de la guerra. En Surinam , se construyó el embalse de Brokopondo para suministrar electricidad a la industria del aluminio de Alcoa . La central eléctrica Manapouri de Nueva Zelanda se construyó para suministrar electricidad a la fundición de aluminio de Tiwai Point .

Reducción de las emisiones de CO 2

Dado que las represas hidroeléctricas no utilizan combustible, la generación de energía no produce dióxido de carbono . Si bien inicialmente se produce dióxido de carbono durante la construcción del proyecto, y los embalses emiten algo de metano anualmente, la energía hidroeléctrica tiene una de las emisiones de gases de efecto invernadero de ciclo de vida más bajas para la generación de electricidad. [38] El bajo impacto de la hidroelectricidad en materia de gases de efecto invernadero se observa especialmente en climas templados . Los mayores impactos de las emisiones de gases de efecto invernadero se encuentran en las regiones tropicales porque los embalses de las centrales eléctricas en las regiones tropicales producen una mayor cantidad de metano que los de las zonas templadas. [39]

Al igual que otras fuentes de combustibles no fósiles, la energía hidroeléctrica tampoco genera emisiones de dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno u otras partículas.

Otros usos del embalse

Los embalses creados por proyectos hidroeléctricos a menudo brindan instalaciones para deportes acuáticos y se convierten en atracciones turísticas. En algunos países, la acuicultura en embalses es común. Las presas de usos múltiples instaladas para el riego apoyan la agricultura con un suministro de agua relativamente constante. Las grandes represas hidroeléctricas pueden controlar las inundaciones, que de otro modo afectarían a las personas que viven aguas abajo del proyecto. [40] La gestión de presas que también se utilizan para otros fines, como el riego , es complicada. [1]

Desventajas

En 2021, la AIE pidió "estándares de sostenibilidad sólidos para todo el desarrollo hidroeléctrico con reglas y regulaciones simplificadas". [1]

Daños a los ecosistemas y pérdida de tierras.

Presa de Merowe en Sudán . Las centrales hidroeléctricas que utilizan represas sumergen grandes extensiones de terreno debido a la exigencia de un embalse . Estos cambios en el color de la tierra o albedo , junto con ciertos proyectos que simultáneamente sumergen bosques tropicales, pueden en estos casos específicos dar como resultado que el impacto del calentamiento global, o los gases de efecto invernadero equivalentes del ciclo de vida de los proyectos hidroeléctricos, superen potencialmente al de las centrales eléctricas de carbón.

Los grandes embalses asociados con las centrales hidroeléctricas tradicionales provocan la inmersión de extensas áreas aguas arriba de las represas, destruyendo a veces bosques, marismas y pastizales de tierras bajas y valles ribereños biológicamente ricos y productivos. Las represas interrumpen el flujo de los ríos y pueden dañar los ecosistemas locales, y la construcción de grandes represas y embalses a menudo implica el desplazamiento de personas y vida silvestre. [25] La pérdida de tierra a menudo se ve exacerbada por la fragmentación del hábitat de las áreas circundantes causada por el embalse. [41]

Los proyectos hidroeléctricos pueden ser perjudiciales para los ecosistemas acuáticos circundantes , tanto aguas arriba como aguas abajo del sitio de la planta. La generación de energía hidroeléctrica cambia el entorno del río aguas abajo. El agua que sale de una turbina suele contener muy pocos sedimentos en suspensión, lo que puede provocar la erosión de los lechos de los ríos y la pérdida de riberas. [42] Las turbinas también matarán a grandes porciones de la fauna que pase por ellas, por ejemplo, el 70% de las anguilas que pasen por una turbina morirán inmediatamente. [43] [44] [45] Dado que las compuertas de las turbinas a menudo se abren de forma intermitente, se observan fluctuaciones rápidas o incluso diarias en el flujo del río. [46]

Sequía y pérdida de agua por evaporación.

La sequía y los cambios estacionales en las precipitaciones pueden limitar gravemente la energía hidroeléctrica. [1] El agua también puede perderse por evaporación. [47]

Sedimentación y escasez de flujo

Cuando el agua fluye, tiene la capacidad de transportar partículas más pesadas que ella aguas abajo. Esto tiene un efecto negativo en las presas y, posteriormente, en sus centrales eléctricas, especialmente en las situadas en ríos o en zonas de captación con un alto nivel de sedimentación. La sedimentación puede llenar un embalse y reducir su capacidad para controlar las inundaciones, además de provocar una presión horizontal adicional en la parte aguas arriba de la presa. Con el tiempo, algunos embalses pueden llenarse de sedimentos y volverse inútiles o desbordarse durante una inundación y fallar. [48] ​​[49]

Los cambios en la cantidad de caudal del río se correlacionarán con la cantidad de energía producida por una presa. Los caudales más bajos de los ríos reducirán la cantidad de almacenamiento vivo en un embalse, reduciendo así la cantidad de agua que se puede utilizar para la energía hidroeléctrica. El resultado de la disminución del caudal de los ríos puede ser escasez de energía en áreas que dependen en gran medida de la energía hidroeléctrica. El riesgo de escasez de flujo puede aumentar como resultado del cambio climático . [50] Un estudio del río Colorado en los Estados Unidos sugiere que cambios climáticos modestos, como un aumento de la temperatura de 2 grados Celsius que resulta en una disminución del 10% en las precipitaciones, podrían reducir la escorrentía del río hasta en un 40%. [50] Brasil en particular es vulnerable debido a su gran dependencia de la hidroelectricidad, ya que el aumento de las temperaturas, el menor flujo de agua y las alteraciones en el régimen de lluvias podrían reducir la producción total de energía en un 7% anual para finales de siglo. [50]

Emisiones de metano (de embalses)

La presa Hoover en Estados Unidos es una gran instalación hidroeléctrica convencional, con una capacidad instalada de 2.080 MW .

Los impactos positivos menores se encuentran en las regiones tropicales. En las zonas de selva baja , donde es necesaria la inundación de una parte del bosque, se ha observado que los embalses de las centrales eléctricas producen cantidades sustanciales de metano . [51] Esto se debe a que el material vegetal en áreas inundadas se descompone en un ambiente anaeróbico y forma metano, un gas de efecto invernadero . Según el informe de la Comisión Mundial de Represas , [52] cuando el embalse es grande en comparación con la capacidad de generación (menos de 100 vatios por metro cuadrado de superficie) y no se llevó a cabo ninguna tala de los bosques de la zona antes del embalse del embalse, las emisiones de gases de efecto invernadero del embalse pueden ser mayores que las de una planta de generación térmica convencional alimentada con petróleo. [53]

Sin embargo, en los yacimientos boreales de Canadá y el norte de Europa, las emisiones de gases de efecto invernadero suelen representar sólo entre el 2% y el 8% de cualquier tipo de generación térmica convencional a partir de combustibles fósiles. Una nueva clase de operación de tala submarina dirigida a bosques inundados puede mitigar el efecto de la descomposición de los bosques. [54]

Reubicación

Otra desventaja de las represas hidroeléctricas es la necesidad de reubicar a las personas que viven en los lugares donde se planea construir los embalses. En 2000, la Comisión Mundial de Represas estimó que las represas habían desplazado físicamente entre 40 y 80 millones de personas en todo el mundo. [55]

Riesgos de falla

Debido a que las grandes instalaciones hidroeléctricas convencionales retienen grandes volúmenes de agua, una falla debido a una mala construcción, desastres naturales o sabotaje puede ser catastrófico para los asentamientos y la infraestructura río abajo.

Durante el tifón Nina en 1975, la presa Banqiao en el sur de China falló cuando en 24 horas cayó más de un año de lluvia (ver falla de la presa Banqiao en 1975 ). La inundación resultante provocó la muerte de 26.000 personas y otras 145.000 por epidemias. Millones de personas quedaron sin hogar.

La creación de una presa en un lugar geológicamente inadecuado puede causar desastres como el de 1963 en la presa de Vajont en Italia, donde murieron casi 2.000 personas. [56]

La falla de la presa Malpasset en Fréjus en la Riviera francesa (Costa Azul), sur de Francia, se derrumbó el 2 de diciembre de 1959, matando a 423 personas en la inundación resultante. [57]

Las represas más pequeñas y las microcentrales hidroeléctricas generan menos riesgos, pero pueden representar peligros continuos incluso después de ser desmanteladas. Por ejemplo, el pequeño terraplén de tierra de la presa Kelly Barnes falló en 1977, veinte años después de que su central eléctrica fuera desmantelada, causando 39 muertes. [58]

Comparación e interacciones con otros métodos de generación de energía.

La hidroelectricidad elimina las emisiones de gases de combustión procedentes de la quema de combustibles fósiles , incluidos contaminantes como el dióxido de azufre , el óxido nítrico , el monóxido de carbono , el polvo y el mercurio del carbón . La hidroelectricidad también evita los peligros de la minería del carbón y los efectos indirectos de las emisiones de carbón sobre la salud. En 2021, la AIE dijo que la política energética del gobierno debería "considerar el valor de los múltiples beneficios públicos proporcionados por las centrales hidroeléctricas". [1]

La energía nuclear

La energía nuclear es relativamente inflexible; aunque puede reducir su producción razonablemente rápido. Dado que el costo de la energía nuclear está dominado por sus altos costos de infraestructura, el costo por unidad de energía aumenta significativamente con una producción baja. Debido a esto, la energía nuclear se utiliza principalmente para carga básica . Por el contrario, la hidroelectricidad puede suministrar energía máxima a un costo mucho menor. Por lo tanto, la hidroelectricidad se utiliza a menudo para complementar las fuentes nucleares u otras fuentes de seguimiento de carga . Los ejemplos de países en los que están emparejados en una proporción cercana al 50/50 incluyen la red eléctrica de Suiza , el sector eléctrico de Suecia y, en menor medida, Ucrania y el sector eléctrico de Finlandia .

Energía eólica

La energía eólica sufre variaciones predecibles según la temporada, pero es intermitente a diario. La generación eólica máxima tiene poca relación con el consumo máximo de electricidad diario; el viento puede alcanzar su punto máximo durante la noche cuando no se necesita energía o permanecer quieto durante el día cuando la demanda eléctrica es mayor. En ocasiones, los patrones climáticos pueden provocar vientos bajos durante días o semanas seguidas; un embalse hidroeléctrico capaz de almacenar semanas de producción es útil para equilibrar la generación en la red. La potencia eólica máxima se puede compensar con energía hidroeléctrica mínima y el viento mínimo se puede compensar con energía hidroeléctrica máxima. De esta manera, el carácter fácilmente regulable de la energía hidroeléctrica se utiliza para compensar la naturaleza intermitente de la energía eólica. Por el contrario, en algunos casos la energía eólica puede utilizarse para ahorrar agua para su uso posterior en las estaciones secas.

Un ejemplo de esto es el comercio de Noruega con Suecia, Dinamarca, los Países Bajos, Alemania y el Reino Unido. [59] [60] Noruega tiene un 98% de energía hidroeléctrica, mientras que sus vecinos de las llanuras tienen energía eólica. En áreas que no tienen energía hidroeléctrica, el almacenamiento por bombeo cumple una función similar, pero a un costo mucho mayor y una eficiencia un 20% menor. [ cita necesaria ]

Energía hidroeléctrica por país

Participación de la producción de electricidad procedente de energía hidroeléctrica, 2022 [61]
Generación hidroeléctrica anual por continente [62]
Generación hidroeléctrica por país, 2021 [62]

En 2022 la hidráulica generó 4.289 TWh, el 15% de la electricidad total y la mitad de las renovables. Del total mundial, China (30%) es el país que más produce, seguida de Brasil (10%), Canadá (9,2%), Estados Unidos (5,8%) y Rusia (4,6%).

Paraguay produce casi toda su electricidad a partir de energía hidroeléctrica y exporta mucho más de lo que utiliza. [63] Los gobiernos tienden a construir grandes plantas, por lo que la mayor parte de la capacidad (70%) es de propiedad pública, aunque la mayoría de las plantas (casi el 70%) son propiedad del sector privado y están operadas por él, a partir de 2021. [1]

La siguiente tabla enumera estos datos para cada país:

Los datos proceden de Ember y se refieren al año 2022, a menos que se especifique lo contrario. [62] Solo incluye países con más de 1 TWh de generación. Los enlaces para cada ubicación conducen a la página de energía hidroeléctrica correspondiente, cuando esté disponible.

Ciencias económicas

El costo promedio ponderado del capital es un factor importante. [1]

Ver también

Referencias

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