Energía renovable

Parte de una serie sobre
Energía sostenible
Conservación de energía Arcología Building insulation Cogeneration Compact fluorescent lamp Eco hotel Eco-cities Ecohouse Ecolabel Efficient energy use Energy audit Energy efficiency implementation Energy recovery Energy recycling Energy saving lamp Energy Star Energy storage Environmental planning Environmental technology Fossil fuel phase-out Glass in green buildings Green building and wood Green building Heat pump List of low-energy building techniques Low-energy house Microgeneration Passive house Passive solar building design Sustainable architecture Sustainable city Sustainable habitat Sustainable refurbishment Thermal energy storage Tropical green building Waste-to-energy Zero heating building Zero-energy building
Renewable energy Biofuel Sustainable Biogas Biomass Carbon-neutral fuel Geothermal energy Geothermal power Geothermal heating Hydropower Hydroelectricity Micro hydro Pico hydro Run-of-the-river Small hydro Marine current power Marine energy Tidal power Tidal barrage Tidal farm Tidal stream generator Ocean thermal energy conversion Renewable energy transition Renewable heat Solar Wave Wind Community Farm Floating wind turbine Forecasting Industry Lens Outline Rights Turbine Windbelt Windpump
Sustainable transport Green vehicle Electric vehicle Bicycle Solar vehicle Wind-powered vehicle Hybrid vehicle Human-electric Twike Plug-in Human-powered transport Helicopter Hydrofoil Land vehicle Bicycle Cycle rickshaw Kick scooter Quadracycle Tricycle Velomobile Roller skating Skateboarding Walking Watercraft Personal transporter Rail transport Tram Rapid transit Personal rapid transit
Category Renewable energy portal
v t e

La energía renovable (o energía verde ) es la energía procedente de recursos naturales renovables que se reponen en una escala de tiempo humana . Los tipos de energía renovable más utilizados son la energía solar , la energía eólica y la energía hidroeléctrica . La bioenergía y la energía geotérmica también son importantes en algunos países. Algunos también consideran la energía nuclear como una fuente de energía renovable , aunque esto es controvertido. Las instalaciones de energía renovable pueden ser grandes o pequeñas y son adecuadas tanto para áreas urbanas como rurales. La energía renovable a menudo se implementa junto con una mayor electrificación . Esto tiene varios beneficios: la electricidad puede mover el calor y los vehículos de manera eficiente y es limpia en el punto de consumo. ^{[1] [2] Las fuentes} de energía renovable variables son aquellas que tienen una naturaleza fluctuante, como la energía eólica y la energía solar. Por el contrario, las fuentes de energía renovable controlables incluyen la hidroelectricidad represada , la bioenergía o la energía geotérmica .

En los últimos 30 años, los sistemas de energía renovable se han vuelto rápidamente más eficientes y más baratos. ^[3] Una gran mayoría de la capacidad eléctrica recién instalada en todo el mundo ahora es renovable. ^[4] Las fuentes de energía renovable, como la energía solar y eólica, han experimentado reducciones de costos significativas en la última década, lo que las hace más competitivas con los combustibles fósiles tradicionales. ^[5] En la mayoría de los países, la energía solar fotovoltaica o la energía eólica terrestre son las fuentes de electricidad de nueva construcción más baratas. ^[6] Entre 2011 y 2021, la energía renovable creció del 20% al 28% del suministro eléctrico mundial. La energía solar y eólica representó la mayor parte de este aumento, pasando de un 2% combinado al 10%. El uso de energía fósil se redujo del 68% al 62%. ^[7] En 2022, las energías renovables representaron el 30% de la generación eléctrica mundial y se proyecta que alcancen más del 42% para 2028. ^{[8] [9]} Muchos países ya tienen energías renovables que contribuyen con más del 20% de su suministro total de energía, y algunos generan más de la mitad o incluso toda su electricidad a partir de fuentes renovables. ^{[10] [11]}

La principal motivación para reemplazar los combustibles fósiles por fuentes de energía renovables es desacelerar y eventualmente detener el cambio climático , que se reconoce ampliamente que es causado principalmente por las emisiones de gases de efecto invernadero . En general, las fuentes de energía renovables causan emisiones mucho menores que los combustibles fósiles. ^[12] La Agencia Internacional de Energía estima que para lograr emisiones netas cero para 2050, el 90% de la generación de electricidad mundial deberá producirse a partir de fuentes renovables. ^[13] Las energías renovables también causan mucha menos contaminación del aire que los combustibles fósiles, lo que mejora la salud pública, y son menos ruidosas . ^[12]

El despliegue de energía renovable aún enfrenta obstáculos, especialmente los subsidios a los combustibles fósiles , ^[14] el cabildeo de los proveedores de energía actuales, ^[15] y la oposición local al uso de tierras para instalaciones renovables. ^{[16] [17]} Como toda minería, la extracción de minerales necesarios para muchas tecnologías de energía renovable también resulta en daños ambientales . ^[18] Además, aunque la mayoría de las fuentes de energía renovable son sostenibles , algunas no lo son.

Por energía renovable se entiende generalmente la energía obtenida a partir de fenómenos naturales que se producen de forma continua. La Agencia Internacional de la Energía la define como "energía derivada de procesos naturales que se reponen a un ritmo más rápido del que se consumen". La energía solar , la energía eólica , la hidroelectricidad , la energía geotérmica y la biomasa son los principales tipos de energía renovable reconocidos por un amplio consenso. ^[21] La energía renovable suele desplazar a los combustibles convencionales en cuatro áreas: generación de electricidad , agua caliente / calefacción de espacios , transporte y servicios de energía rurales (fuera de la red). ^[22]

Aunque casi todas las formas de energía renovable causan muchas menos emisiones de carbono que los combustibles fósiles, el término no es sinónimo de energía baja en carbono . Algunas fuentes de energía no renovables, como la energía nuclear , ^{[ contradictoriamente ]} casi no generan emisiones, mientras que algunas fuentes de energía renovable pueden ser muy intensivas en carbono, como la quema de biomasa si no se compensa con la plantación de nuevas plantas. ^[12] La energía renovable también se distingue de la energía sostenible , un concepto más abstracto que busca agrupar las fuentes de energía en función de su impacto permanente general en las futuras generaciones de humanos. Por ejemplo, la biomasa a menudo se asocia con la deforestación insostenible . ^[23]

Como parte del esfuerzo global para limitar el cambio climático , la mayoría de los países se han comprometido a alcanzar cero emisiones netas de gases de efecto invernadero . ^[24] En la práctica, esto significa eliminar gradualmente los combustibles fósiles y reemplazarlos con fuentes de energía de bajas emisiones. ^[12] En la Conferencia de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático de 2023 , alrededor de tres cuartas partes de los países del mundo establecieron el objetivo de triplicar la capacidad de energía renovable para 2030. ^[25] La Unión Europea tiene como objetivo generar el 40% de su electricidad a partir de energías renovables para el mismo año. ^[26]

La energía renovable está distribuida de manera más uniforme en todo el mundo que los combustibles fósiles, que se concentran en un número limitado de países. ^[27] También aporta beneficios para la salud al reducir la contaminación del aire causada por la quema de combustibles fósiles. Se ha estimado que el potencial ahorro mundial en costos de atención médica asciende a billones de dólares anuales. ^[28]

Las dos formas más importantes de energía renovable, la solar y la eólica, son fuentes de energía intermitentes : no están disponibles de forma constante, lo que da lugar a factores de capacidad inferiores . Por el contrario, las centrales eléctricas de combustibles fósiles suelen ser capaces de producir exactamente la cantidad de energía que necesita una red eléctrica en un momento dado. La energía solar solo se puede captar durante el día, e idealmente en condiciones despejadas. La generación de energía eólica puede variar significativamente no solo de un día a otro, sino incluso de un mes a otro. ^[29] Esto plantea un desafío a la hora de abandonar los combustibles fósiles: la demanda de energía a menudo será mayor o menor que la que pueden proporcionar las energías renovables. ^[30] Ambos escenarios pueden provocar que las redes eléctricas se sobrecarguen, lo que provoca cortes de energía .

A mediano plazo, esta variabilidad puede requerir que se mantengan en espera algunas plantas de energía a gas u otra generación despachable ^{[31] [32]} hasta que haya suficiente almacenamiento de energía, respuesta a la demanda , mejora de la red y/o energía de carga base proveniente de fuentes no intermitentes. A largo plazo, el almacenamiento de energía es una forma importante de lidiar con la intermitencia. ^[33] El uso de fuentes de energía renovable diversificadas y redes inteligentes también puede ayudar a estabilizar la oferta y la demanda. ^[34]

El acoplamiento del sector de generación de energía con otros sectores puede aumentar la flexibilidad: por ejemplo, el sector del transporte puede acoplarse mediante la carga de vehículos eléctricos y el envío de electricidad desde el vehículo a la red . ^[35] De manera similar, el sector industrial puede acoplarse mediante hidrógeno producido por electrólisis, ^[36] y el sector de la construcción mediante el almacenamiento de energía térmica para calefacción y refrigeración de espacios. ^[37]

La creación de capacidad excesiva para la generación de energía eólica y solar puede contribuir a garantizar una producción suficiente de electricidad incluso en condiciones meteorológicas adversas. En condiciones meteorológicas óptimas, puede ser necesario reducir la generación de energía si no es posible utilizar o almacenar el exceso de electricidad. ^[38]

El almacenamiento de energía eléctrica es un conjunto de métodos utilizados para almacenar energía eléctrica. La energía eléctrica se almacena durante los momentos en que la producción (especialmente de fuentes intermitentes como la energía eólica , la energía maremotriz y la energía solar ) excede el consumo, y se devuelve a la red cuando la producción cae por debajo del consumo. La hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo representa más del 85% de todo el almacenamiento de energía de la red . ^[39] Las baterías se están utilizando cada vez más para el almacenamiento ^[40] y los servicios auxiliares de la red ^[41] y para el almacenamiento doméstico. ^[42] El hidrógeno verde es un medio más económico de almacenamiento de energía renovable a largo plazo, en términos de gastos de capital en comparación con la hidroelectricidad de bombeo o las baterías. ^{[43] [44]}

La energía solar produjo alrededor de 1,3 teravatios-hora (TWh) en todo el mundo en 2022, ^[10] lo que representa el 4,6% de la electricidad mundial. Casi todo este crecimiento se ha producido desde 2010. ^[50] La energía solar se puede aprovechar en cualquier lugar que reciba luz solar; sin embargo, la cantidad de energía solar que se puede aprovechar para la generación de electricidad está influenciada por las condiciones climáticas , la ubicación geográfica y la hora del día. ^[51]

Hay dos formas principales de aprovechar la energía solar: la energía solar térmica , que convierte la energía solar en calor, y la energía fotovoltaica (FV), que la convierte en electricidad. ^[12] La energía fotovoltaica está mucho más extendida y representa alrededor de dos tercios de la capacidad de energía solar mundial en 2022. ^[52] También está creciendo a un ritmo mucho más rápido, con 170 GW de capacidad recién instalada en 2021, ^[53] en comparación con los 25 GW de la energía solar térmica. ^[52]

La energía solar pasiva se refiere a una variedad de estrategias y tecnologías de construcción que tienen como objetivo optimizar la distribución del calor solar en un edificio. Algunos ejemplos incluyen chimeneas solares , ^[12] orientar un edificio hacia el sol, usar materiales de construcción que puedan almacenar calor y diseñar espacios que hagan circular el aire de forma natural . ^[54]

Entre 2020 y 2022, las inversiones en tecnología solar casi se duplicaron, pasando de 162.000 millones de dólares a 308.000 millones de dólares, impulsadas por la creciente madurez del sector y las reducciones de costos, en particular en la energía solar fotovoltaica (PV), que representó el 90% de las inversiones totales. China y los Estados Unidos fueron los principales receptores, y en conjunto representaron aproximadamente la mitad de todas las inversiones solares desde 2013. A pesar de las reducciones en Japón y la India debido a los cambios de política y al COVID-19 , el crecimiento en China, los Estados Unidos y un aumento significativo del programa de tarifas de alimentación de Vietnam compensaron estas disminuciones. A nivel mundial, el sector solar agregó 714 gigavatios (GW) de capacidad de energía solar fotovoltaica y energía solar concentrada (CSP) entre 2013 y 2021, con un aumento notable en las instalaciones de calefacción solar a gran escala en 2021, especialmente en China, Europa, Turquía y México. ^[55]

Un sistema fotovoltaico , que consiste en células solares ensambladas en paneles , convierte la luz en corriente eléctrica continua a través del efecto fotoeléctrico . ^[58] La energía fotovoltaica tiene varias ventajas que la convierten, con diferencia, en la tecnología de energía renovable de más rápido crecimiento. Es barata, requiere poco mantenimiento y es escalable; es sencillo añadirla a una instalación fotovoltaica existente a medida que aumenta la demanda. Su principal desventaja es su bajo rendimiento en días nublados. ^[12]

Los sistemas fotovoltaicos varían desde pequeñas instalaciones integradas en edificios o tejados residenciales o comerciales hasta grandes centrales fotovoltaicas a escala de servicios públicos . ^[59] Los paneles solares de una vivienda pueden utilizarse solo para esa vivienda o, si se conectan a una red eléctrica, pueden agregarse con millones de otros. ^[60]

La primera planta de energía solar a gran escala fue construida en 1982 en Hesperia, California , por ARCO . ^[61] La planta no fue rentable y se vendió ocho años después. ^[62] Sin embargo, durante las décadas siguientes, las células fotovoltaicas se volvieron significativamente más eficientes y más baratas. ^[63] Como resultado, la adopción de la energía fotovoltaica ha crecido exponencialmente desde 2010. ^[64] La capacidad global aumentó de 230 GW a fines de 2015 a 890 GW en 2021. ^[65] La energía fotovoltaica creció más rápido en China entre 2016 y 2021, agregando 560 GW, más que todas las economías avanzadas juntas. ^[66] Cuatro de las diez centrales solares más grandes están en China, incluida la más grande, el Parque Solar Golmud en China. ^[67]

A diferencia de las células fotovoltaicas, que convierten la luz solar directamente en electricidad, los sistemas solares térmicos la convierten en calor. Utilizan espejos o lentes para concentrar la luz solar en un receptor, que a su vez calienta un depósito de agua. El agua calentada puede utilizarse en los hogares. La ventaja de la energía solar térmica es que el agua calentada puede almacenarse hasta que se necesite, lo que elimina la necesidad de un sistema de almacenamiento de energía independiente. ^[68] La energía solar térmica también puede convertirse en electricidad utilizando el vapor generado a partir del agua calentada para impulsar una turbina conectada a un generador. Sin embargo, como generar electricidad de esta manera es mucho más caro que las plantas de energía fotovoltaica, hoy en día hay muy pocas en uso. ^[69]

Los seres humanos han aprovechado la energía eólica desde al menos el año 3500 a. C. Hasta el siglo XX, se utilizaba principalmente para impulsar barcos, molinos de viento y bombas de agua. Hoy en día, la gran mayoría de la energía eólica se utiliza para generar electricidad mediante turbinas eólicas. ^[12] Las turbinas eólicas modernas a gran escala tienen una potencia nominal que va desde los 600 kW hasta los 9 MW. La potencia disponible del viento es una función del cubo de la velocidad del viento, por lo que, a medida que aumenta la velocidad del viento, la potencia de salida aumenta hasta la potencia máxima de la turbina en cuestión. ^[74] Las zonas donde los vientos son más fuertes y constantes, como los emplazamientos en alta mar y a gran altitud, son las ubicaciones preferidas para los parques eólicos.

En 2015, la electricidad generada por el viento satisfizo casi el 4% de la demanda mundial de electricidad, con casi 63 GW de nueva capacidad eólica instalada. La energía eólica fue la principal fuente de nueva capacidad en Europa, Estados Unidos y Canadá, y la segunda en China. En Dinamarca, la energía eólica satisfizo más del 40% de su demanda de electricidad, mientras que Irlanda, Portugal y España satisficieron cada uno casi el 20%. ^[75]

A nivel mundial, se cree que el potencial técnico a largo plazo de la energía eólica es cinco veces mayor que la producción total mundial actual de energía, o 40 veces mayor que la demanda actual de electricidad, suponiendo que se superen todas las barreras prácticas necesarias. Esto requeriría la instalación de turbinas eólicas en grandes áreas, en particular en áreas con mayores recursos eólicos, como las marinas, y probablemente también el uso industrial de nuevos tipos de turbinas VAWT además de las unidades de eje horizontal que se utilizan actualmente. Como las velocidades de los vientos marinos son en promedio un 90% mayores que las de la tierra, los recursos marinos pueden aportar sustancialmente más energía que las turbinas estacionadas en tierra. ^[76]

Las inversiones en tecnologías eólicas alcanzaron los 161.000 millones de dólares en 2020, y la energía eólica terrestre dominó el 80% de las inversiones totales entre 2013 y 2022. Las inversiones en energía eólica marina casi se duplicaron hasta alcanzar los 41.000 millones de dólares entre 2019 y 2020, debido principalmente a los incentivos políticos en China y la expansión en Europa. La capacidad eólica mundial aumentó en 557 GW entre 2013 y 2021, y las adiciones de capacidad aumentaron un promedio del 19% cada año. ^[55]

Como el agua es aproximadamente 800 veces más densa que el aire , incluso una corriente de agua que fluya lentamente o un oleaje moderado del mar pueden producir cantidades considerables de energía. El agua puede generar electricidad con una eficiencia de conversión de aproximadamente el 90%, que es la tasa más alta en energía renovable. ^[80] Existen muchas formas de energía hídrica:

• Históricamente, la energía hidroeléctrica provenía de la construcción de grandes represas y embalses hidroeléctricos, que todavía son populares en los países en desarrollo . ^[81] Las más grandes de ellas son la represa de las Tres Gargantas (2003) en China y la represa de Itaipú (1984) construida por Brasil y Paraguay.
• Los sistemas hidroeléctricos de pequeña escala son instalaciones de energía hidroeléctrica que suelen producir hasta 50 MW de potencia. Suelen utilizarse en ríos pequeños o como desarrollo de bajo impacto en ríos más grandes. China es el mayor productor de energía hidroeléctrica del mundo y cuenta con más de 45.000 instalaciones hidroeléctricas de pequeña escala. ^[82]
• Las centrales hidroeléctricas de pasada obtienen energía de los ríos sin la creación de un gran embalse . El agua se transporta normalmente a lo largo del valle del río (utilizando canales, tuberías y/o túneles) hasta que se encuentra a gran altura sobre el fondo del valle, momento en el que se puede dejar caer a través de un conducto forzado para accionar una turbina. Una planta de pasada puede seguir produciendo una gran cantidad de electricidad, como la presa Chief Joseph en el río Columbia en los Estados Unidos. ^[83] Sin embargo, muchas centrales hidroeléctricas de pasada son microcentrales hidroeléctricas o picocentrales hidroeléctricas .

Gran parte de la energía hidroeléctrica es flexible, por lo que complementa a la eólica y la solar. ^[84] En 2021, la capacidad mundial de energía hidroeléctrica renovable era de 1.360 GW. ^[66] Solo se ha desarrollado un tercio del potencial hidroeléctrico mundial estimado de 14.000 TWh/año. ^{[85] [86]} Los nuevos proyectos hidroeléctricos se enfrentan a la oposición de las comunidades locales debido a su gran impacto, incluida la reubicación de comunidades y la inundación de hábitats de vida silvestre y tierras de cultivo. ^[87] Por lo tanto, los altos costos y los plazos de entrega del proceso de permiso, incluidas las evaluaciones ambientales y de riesgo, con la falta de aceptación ambiental y social son los principales desafíos para los nuevos desarrollos. ^[88] Es popular repotenciar las represas antiguas, aumentando así su eficiencia y capacidad, así como una respuesta más rápida en la red. ^[89] Cuando las circunstancias lo permiten, las represas existentes, como la presa Russell construida en 1985, pueden actualizarse con instalaciones de "retrobombeo" para el almacenamiento por bombeo, que es útil para cargas máximas o para apoyar la energía eólica y solar intermitente. Debido a que la energía despachable es más valiosa que la energía renovable variable ^{[90] [91],} los países con grandes desarrollos hidroeléctricos como Canadá y Noruega están gastando miles de millones para expandir sus redes para comerciar con países vecinos que tienen energía hidroeléctrica limitada. ^[92]

La biomasa es material biológico derivado de organismos vivos o que han estado vivos recientemente. Por lo general, se refiere a plantas o materiales derivados de plantas. Como fuente de energía, la biomasa puede utilizarse directamente a través de la combustión para producir calor o convertirse en un biocombustible con mayor densidad energética , como el etanol. La madera es la fuente de energía de biomasa más importante en 2012 ^[96] y generalmente proviene de árboles talados por razones silvícolas o para prevenir incendios . Los desechos de madera municipales (por ejemplo, materiales de construcción o aserrín) también se queman a menudo para generar energía. ^[97] Los mayores productores per cápita de bioenergía basada en madera son países con una gran densidad forestal, como Finlandia, Suecia, Estonia, Austria y Dinamarca. ^[98]

La bioenergía puede ser destructiva para el medio ambiente si se talan los bosques primarios para dar paso a la producción agrícola. En particular, la demanda de aceite de palma para producir biodiésel ha contribuido a la deforestación de las selvas tropicales de Brasil e Indonesia. ^[99] Además, la quema de biomasa sigue produciendo emisiones de carbono, aunque mucho menores que los combustibles fósiles (39 gramos de CO2 _por megajulio de energía, en comparación con los 75 g/MJ de los combustibles fósiles). ^[100]

Algunas fuentes de biomasa no son sostenibles al ritmo actual de explotación (a partir de 2017). ^[101]

Los biocombustibles se utilizan principalmente en el transporte y cubrirán el 3,5% de la demanda energética mundial para el transporte en 2022, ^[102] frente al 2,7% en 2010. ^{[103] Se espera que} el biojet sea importante para la reducción a corto plazo de las emisiones de dióxido de carbono de los vuelos de larga distancia. ^[104]

Aparte de la madera, las principales fuentes de bioenergía son el bioetanol y el biodiésel . ^[12] El bioetanol se produce generalmente fermentando los componentes de azúcar de cultivos como la caña de azúcar y el maíz , mientras que el biodiésel se elabora principalmente a partir de aceites extraídos de plantas, como el aceite de soja y el aceite de maíz . ^[105] La mayoría de los cultivos utilizados para producir bioetanol y biodiésel se cultivan específicamente para este propósito, ^[106] aunque el aceite de cocina usado representó el 14% del aceite utilizado para producir biodiésel en 2015. ^[105] La biomasa utilizada para producir biocombustibles varía según la región. El maíz es la principal materia prima en los Estados Unidos, mientras que la caña de azúcar domina en Brasil. ^[107] En la Unión Europea, donde el biodiésel es más común que el bioetanol, el aceite de colza y el aceite de palma son las principales materias primas. ^[108] China, aunque produce comparativamente mucho menos biocombustible, utiliza principalmente maíz y trigo. ^[109] En muchos países, los biocombustibles están subvencionados o se exige su inclusión en las mezclas de combustibles . ^[99]

Existen muchas otras fuentes de bioenergía que son más específicas o que aún no son viables a gran escala. Por ejemplo, el bioetanol podría producirse a partir de las partes celulósicas de los cultivos, en lugar de solo las semillas, como es común hoy en día. ^[110] El sorgo dulce puede ser una fuente alternativa prometedora de bioetanol, debido a su tolerancia a una amplia gama de climas. ^[111] El estiércol de vaca se puede convertir en metano. ^[112] También hay una gran cantidad de investigaciones relacionadas con el combustible de algas , que es atractivo porque las algas son un recurso no alimentario, crecen alrededor de 20 veces más rápido que la mayoría de los cultivos alimentarios y se pueden cultivar prácticamente en cualquier lugar. ^[113]

La energía geotérmica es energía térmica (calor) extraída de la corteza terrestre . Se origina a partir de varias fuentes diferentes , de las cuales la más significativa es la desintegración radiactiva lenta de los minerales contenidos en el interior de la Tierra , ^[12] así como algo de calor sobrante de la formación de la Tierra . ^[118] Parte del calor se genera cerca de la superficie de la Tierra en la corteza, pero algo también fluye desde las profundidades de la Tierra desde el manto y el núcleo . ^[118] La extracción de energía geotérmica es viable principalmente en países ubicados en los bordes de las placas tectónicas , donde el manto caliente de la Tierra está más expuesto. ^[119] A partir de 2023, Estados Unidos tiene con diferencia la mayor capacidad geotérmica (2,7 GW, ^[120] o menos del 0,2% de la capacidad energética total del país ^[121] ), seguido de Indonesia y Filipinas. La capacidad mundial en 2022 fue de 15 GW. ^[120]

La energía geotérmica se puede utilizar directamente para calentar viviendas, como es habitual en Islandia, o para generar electricidad. A menor escala, la energía geotérmica se puede generar con bombas de calor geotérmicas , que pueden extraer calor de temperaturas del suelo inferiores a 30 °C (86 °F), lo que permite utilizarlas a profundidades relativamente bajas de unos pocos metros. ^[119] La generación de electricidad requiere grandes plantas y temperaturas del suelo de al menos 150 °C (302 °F). En algunos países, la electricidad producida a partir de energía geotérmica representa una gran parte del total, como Kenia (43%) e Indonesia (5%). ^[122]

Los avances técnicos pueden hacer que la energía geotérmica esté disponible en mayor medida. Por ejemplo, los sistemas geotérmicos mejorados implican perforar la tierra a unos 10 kilómetros de profundidad, romper rocas calientes y extraer el calor utilizando agua. En teoría, este tipo de extracción de energía geotérmica podría realizarse en cualquier parte de la Tierra. ^[119]

También hay otras tecnologías de energía renovable que todavía están en desarrollo, incluidos los sistemas geotérmicos mejorados , la energía solar concentrada , el etanol celulósico y la energía marina . ^{[123] [124]} Estas tecnologías aún no se han demostrado ampliamente o tienen una comercialización limitada. Algunas pueden tener un potencial comparable a otras tecnologías de energía renovable, pero aún dependen de nuevos avances en materia de investigación, desarrollo e ingeniería. ^[124]

Los sistemas geotérmicos mejorados (EGS, por sus siglas en inglés) son un nuevo tipo de energía geotérmica que no requiere depósitos naturales de agua caliente o vapor para generar energía. La mayor parte del calor subterráneo dentro del alcance de la perforación está atrapado en rocas sólidas, no en agua. ^[125] Las tecnologías EGS utilizan fracturación hidráulica para romper estas rocas y liberar el calor que contienen, que luego se recolecta bombeando agua al suelo. El proceso a veces se conoce como "roca seca caliente" (HDR, por sus siglas en inglés). ^[126] A diferencia de la extracción de energía geotérmica convencional, los EGS pueden ser factibles en cualquier parte del mundo, dependiendo del costo de la perforación. ^[127] Los proyectos EGS hasta ahora se han limitado principalmente a plantas de demostración , ya que la tecnología requiere mucho capital debido al alto costo de la perforación. ^[128]

La energía marina (también denominada a veces energía oceánica) es la energía transportada por las olas del océano , las mareas , la salinidad y las diferencias de temperatura del océano . Las tecnologías para aprovechar la energía del agua en movimiento incluyen la energía de las olas , la energía de las corrientes marinas y la energía de las mareas . La electrodiálisis inversa (RED) es una tecnología para generar electricidad mezclando agua dulce y agua salada del mar en grandes celdas de energía. ^[129] La mayoría de las tecnologías de recolección de energía marina aún se encuentran en niveles bajos de preparación tecnológica y no se utilizan a gran escala. La energía de las mareas generalmente se considera la más madura, pero no ha tenido un amplio despliegue. ^[130] La central eléctrica mareomotriz más grande del mundo está en el lago Sihwa , Corea del Sur, ^[131] que produce alrededor de 550 gigavatios-hora de electricidad por año. ^[132]

La Tierra emite aproximadamente 10 ¹⁷ W de radiación térmica infrarroja que fluye hacia el frío espacio exterior. La energía solar llega a la superficie y la atmósfera de la Tierra y produce calor. Mediante el uso de diversos dispositivos teóricos, como el recolector de energía emisora ​​(EEH) o el diodo termorradiador, este flujo de energía se puede convertir en electricidad. En teoría, esta tecnología se puede utilizar durante la noche. ^{[133] [134]}

La producción de combustibles líquidos a partir de variedades de algas ricas en petróleo (ricas en grasas) es un tema de investigación en curso. Se están probando diversas microalgas cultivadas en sistemas abiertos o cerrados, incluidos algunos sistemas que se pueden instalar en terrenos baldíos y desérticos. ^[135]

Se han presentado numerosas propuestas para la energía solar basada en el espacio , en las que satélites muy grandes con paneles fotovoltaicos estarían equipados con transmisores de microondas para transmitir energía a receptores terrestres. Un estudio de 2024 realizado por la Oficina de Política Científica y Tecnológica de la NASA examinó el concepto y concluyó que con las tecnologías actuales y del futuro cercano sería económicamente poco competitivo. ^[136]

La recolección de cargas de electricidad estática de gotas de agua sobre superficies metálicas es una tecnología experimental que sería especialmente útil en países de bajos ingresos con una humedad relativa del aire superior al 60%. ^[137]

Los reactores reproductores podrían, en principio, dependiendo del ciclo de combustible empleado, extraer casi toda la energía contenida en el uranio o el torio , disminuyendo los requisitos de combustible en un factor de 100 en comparación con los ampliamente utilizados reactores de agua ligera de un solo paso , que extraen menos del 1% de la energía del metal actínido (uranio o torio) extraído de la tierra. ^[138] La alta eficiencia de combustible de los reactores reproductores podría reducir en gran medida las preocupaciones sobre el suministro de combustible, la energía utilizada en la minería y el almacenamiento de desechos radiactivos . Con la extracción de uranio en agua de mar (actualmente demasiado cara para ser económica), hay suficiente combustible para que los reactores reproductores satisfagan las necesidades energéticas del mundo durante 5 mil millones de años al ritmo de consumo energético total de 1983, lo que convierte a la energía nuclear en una energía efectivamente renovable. ^{[139] [140]} Además del agua de mar, las rocas de granito de la corteza promedio contienen cantidades significativas de uranio y torio con los que los reactores reproductores pueden suministrar energía abundante para el resto de la vida del Sol en la secuencia principal de evolución estelar. ^[141]

La fotosíntesis artificial utiliza técnicas que incluyen nanotecnología para almacenar energía electromagnética solar en enlaces químicos dividiendo el agua para producir hidrógeno y luego usando dióxido de carbono para hacer metanol. ^[142] Los investigadores en este campo se esforzaron por diseñar imitaciones moleculares de la fotosíntesis que usen una región más amplia del espectro solar, empleen sistemas catalíticos hechos de materiales abundantes y económicos que sean robustos, fácilmente reparables, no tóxicos, estables en una variedad de condiciones ambientales y funcionen de manera más eficiente permitiendo que una mayor proporción de energía fotónica termine en los compuestos de almacenamiento, es decir, carbohidratos (en lugar de construir y sostener células vivas). ^[143] Sin embargo, la investigación prominente enfrenta obstáculos, Sun Catalytix, una empresa derivada del MIT, dejó de ampliar su prototipo de celda de combustible en 2012 porque ofrece pocos ahorros en comparación con otras formas de producir hidrógeno a partir de la luz solar. ^[144]

La mayoría de las nuevas energías renovables son la solar, seguida de la eólica, luego la hidroeléctrica y luego la bioenergía. ^[145] La inversión en energías renovables, especialmente la solar, tiende a ser más eficaz en la creación de empleo que el carbón, el gas o el petróleo. ^{[146] [147]} A nivel mundial, las energías renovables emplearon a unos 12 millones de personas en 2020, siendo la solar fotovoltaica la tecnología que emplea a la mayor cantidad, con casi 4 millones. ^[148] Sin embargo, a febrero de 2024, la oferta mundial de mano de obra para la energía solar está muy por detrás de la demanda, ya que las universidades de todo el mundo todavía producen más mano de obra para combustibles fósiles que para las industrias de energía renovable. ^[149]

En 2021, China representó casi la mitad del aumento mundial de electricidad renovable. ^[150]

Hay 3.146 gigavatios instalados en 135 países, mientras que 156 países tienen leyes que regulan el sector de las energías renovables. ^{[7] [151]}

A nivel mundial, en 2020 hay más de 10 millones de empleos asociados con las industrias de energía renovable, siendo la solar fotovoltaica el mayor empleador renovable. ^[152] Los sectores de energía limpia agregaron alrededor de 4,7 millones de empleos a nivel mundial entre 2019 y 2022, totalizando 35 millones de empleos para 2022. ^{[153] : 5}

Algunos estudios dicen que una transición global hacia una energía 100% renovable en todos los sectores (electricidad, calefacción, transporte e industria) es factible y económicamente viable. ^{[154] [155] [156]}

Uno de los esfuerzos para descarbonizar el transporte es el aumento del uso de vehículos eléctricos (VE). ^[157] A pesar de eso y del uso de biocombustibles , como el biojet , menos del 4% de la energía del transporte proviene de energías renovables. ^[158] Ocasionalmente, se utilizan células de combustible de hidrógeno para el transporte pesado. ^[159] Mientras tanto, en el futuro, los electrocombustibles también pueden desempeñar un papel más importante en la descarbonización de sectores difíciles de reducir, como la aviación y el transporte marítimo. ^[160]

El calentamiento solar de agua contribuye de manera importante al calor renovable en muchos países, sobre todo en China, que actualmente cuenta con el 70% del total mundial (180 GWth). La mayoría de estos sistemas están instalados en edificios de apartamentos multifamiliares ^[161] y cubren una parte de las necesidades de agua caliente de aproximadamente 50 a 60 millones de hogares en China. En todo el mundo, el total de sistemas de calentamiento solar de agua instalados cubre una parte de las necesidades de calentamiento de agua de más de 70 millones de hogares.

Las bombas de calor proporcionan tanto calefacción como refrigeración y también aplanan la curva de demanda eléctrica, por lo que son una prioridad cada vez mayor. ^[162] La energía térmica renovable también está creciendo rápidamente. ^[163] Alrededor del 10% de la energía de calefacción y refrigeración proviene de fuentes renovables. ^[164]

La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) afirmó que aproximadamente el 86% (187 GW) de la capacidad renovable agregada en 2022 tuvo costos más bajos que la electricidad generada a partir de combustibles fósiles. ^[165] IRENA también afirmó que la capacidad agregada desde 2000 redujo las facturas de electricidad en 2022 en al menos 520 mil millones de dólares, y que en los países no pertenecientes a la OCDE, los ahorros a lo largo de la vida útil de las adiciones de capacidad en 2022 reducirán los costos hasta en 580 mil millones de dólares. ^[165]

^* = 2018. Todos los demás valores para 2019.

Los resultados de una revisión reciente de la literatura concluyeron que, a medida que los emisores de gases de efecto invernadero (GEI) comienzan a ser considerados responsables de los daños resultantes de las emisiones de GEI que provocan el cambio climático, un alto valor para la mitigación de la responsabilidad proporcionaría incentivos poderosos para el despliegue de tecnologías de energía renovable. ^[181]

En el decenio de 2010-2019, la inversión mundial en capacidad de energía renovable, excluida la gran energía hidroeléctrica, ascendió a 2,7 billones de dólares, de los cuales los principales países (China) aportaron 818.000 millones de dólares, Estados Unidos 392.300 millones de dólares, Japón 210.900 millones de dólares, Alemania 183.400 millones de dólares y el Reino Unido 126.500 millones de dólares ^[182] . Esto supuso un aumento de más de tres y posiblemente cuatro veces la cantidad equivalente invertida en el decenio de 2000-2009 (no hay datos disponibles para el período 2000-2003). ^[182]

Se estima que, en 2022, el 28% de la electricidad mundial se generó a partir de energías renovables, frente al 19% en 1990. ^[183]

Un informe de diciembre de 2022 de la AIE prevé que, durante el período 2022-2027, las energías renovables crecerán en casi 2400 GW en su pronóstico principal, lo que equivale a toda la capacidad eléctrica instalada de China en 2021. Se trata de una aceleración del 85% con respecto a los cinco años anteriores y casi un 30% más que lo previsto por la AIE en su informe de 2021, lo que supone la mayor revisión al alza de su historia. Se prevé que las energías renovables representen más del 90% de la expansión de la capacidad eléctrica mundial durante el período previsto. ^[66] Para lograr emisiones netas cero en 2050, la AIE cree que el 90% de la generación mundial de electricidad deberá producirse a partir de fuentes renovables. ^[17]

En junio de 2022, el director ejecutivo de la AIE, Fatih Birol, dijo que los países deberían invertir más en energías renovables para "aliviar la presión sobre los consumidores por los altos precios de los combustibles fósiles, hacer que nuestros sistemas energéticos sean más seguros y encaminar al mundo hacia el logro de nuestros objetivos climáticos". ^[185]

El plan quinquenal de China hasta 2025 incluye aumentar la calefacción directa mediante energías renovables como la geotérmica y la solar térmica. ^[186]

Se espera que REPowerEU , el plan de la UE para escapar de la dependencia del gas fósil ruso , requiera mucho más hidrógeno verde . ^[187]

Después de un período de transición, ^[188] se espera que la producción de energía renovable represente la mayor parte de la producción energética mundial. En 2018, la firma de gestión de riesgos, DNV GL , pronosticó que la combinación de energía primaria del mundo se dividirá equitativamente entre fuentes fósiles y no fósiles para 2050. ^[189]

Las naciones de Oriente Medio también están planeando reducir su dependencia de los combustibles fósiles. Muchos proyectos verdes planificados contribuirán con el 26% del suministro de energía para la región en 2050, logrando reducciones de emisiones equivalentes a 1,1 Gt de CO2 al año. ^[190]

Proyectos masivos de energía renovable en Oriente Medio: ^[190]

• Parque solar Mohammed bin Rashid Al Maktoum en Dubái, Emiratos Árabes Unidos
• Instalación solar Shuaibah Two (2) en la provincia de La Meca, Arabia Saudita
• Proyecto de hidrógeno verde NEOM en NEOM, Arabia Saudita
• Proyecto de energía eólica en el Golfo de Suez, Egipto
• Parque solar Al-Ajban en Abu Dhabi, Emiratos Árabes Unidos

En julio de 2014, el WWF y el Instituto de Recursos Mundiales convocaron un debate entre varias importantes empresas estadounidenses que habían declarado su intención de aumentar el uso de energía renovable. En el debate se identificaron una serie de "principios" que las empresas que buscaban un mayor acceso a la energía renovable consideraban importantes resultados de mercado. Entre esos principios se incluían la elección (entre proveedores y entre productos), la competitividad de costos, los suministros a precio fijo a más largo plazo, el acceso a vehículos de financiación de terceros y la colaboración. ^[191]

Las estadísticas del Reino Unido publicadas en septiembre de 2020 señalaron que "la proporción de la demanda satisfecha con energías renovables varía desde un mínimo del 3,4 por ciento (para el transporte, principalmente a partir de biocombustibles) hasta máximos de más del 20 por ciento para los 'otros usuarios finales', que son en gran medida los sectores de servicios y comercial que consumen cantidades relativamente grandes de electricidad, y la industria". ^[192]

En algunos lugares, los hogares individuales pueden optar por comprar energía renovable a través de un programa de energía verde para el consumidor .

En Kenia, la central geotérmica Olkaria V es una de las más grandes del mundo. ^[197] El proyecto de la Gran Presa del Renacimiento de Etiopía incorpora turbinas eólicas. ^{[198] Una vez completada, se prevé que} la central solar de Ouarzazate en Marruecos proporcione energía a más de un millón de personas. ^[199]

Las políticas de apoyo a las energías renovables han sido fundamentales para su expansión. Si bien Europa dominó la formulación de políticas energéticas a principios de los años 2000, hoy la mayoría de los países del mundo cuentan con algún tipo de política energética. ^[201]

La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) es una organización intergubernamental que promueve la adopción de energías renovables en todo el mundo. Su objetivo es brindar asesoramiento político concreto y facilitar la creación de capacidad y la transferencia de tecnología. La IRENA se formó en 2009, con 75 países firmando la carta de la IRENA. ^[202] En abril de 2019, la IRENA tenía 160 Estados miembros. ^[203] El entonces Secretario General de las Naciones Unidas, Ban Ki-moon, ha dicho que la energía renovable puede llevar a las naciones más pobres a nuevos niveles de prosperidad, ^[204] y en septiembre de 2011 lanzó la iniciativa Energía Sostenible para Todos de las Naciones Unidas para mejorar el acceso a la energía, la eficiencia y el despliegue de la energía renovable. ^[205]

El Acuerdo de París de 2015 sobre el cambio climático motivó a muchos países a desarrollar o mejorar políticas de energía renovable. ^[206] En 2017, un total de 121 países adoptaron algún tipo de política de energía renovable. ^[201] Ese año existían objetivos nacionales en 176 países. ^[206] Además, también existe una amplia gama de políticas a nivel estatal/provincial y local. ^[103] Algunas empresas de servicios públicos ayudan a planificar o instalar mejoras energéticas residenciales .

Muchos gobiernos nacionales, estatales y locales han creado bancos verdes . Un banco verde es una institución financiera cuasi pública que utiliza capital público para impulsar la inversión privada en tecnologías de energía limpia. ^[207] Los bancos verdes utilizan una variedad de herramientas financieras para cubrir las brechas del mercado que obstaculizan la implementación de energía limpia.

Las políticas globales y nacionales relacionadas con la energía renovable se pueden dividir en función de sectores, como la agricultura, el transporte, la construcción y la industria:

La neutralidad climática ( emisiones netas cero ) para el año 2050 es el objetivo principal del Pacto Verde Europeo . ^[208] Para que la Unión Europea alcance su objetivo de neutralidad climática, uno de los objetivos es descarbonizar su sistema energético apuntando a lograr "emisiones netas cero de gases de efecto invernadero para 2050". ^[209]

El informe de 2023 de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) sobre financiación de energías renovables destaca un crecimiento constante de la inversión desde 2018: 348 000 millones de dólares en 2020 (un aumento del 5,6% respecto de 2019), 430 000 millones de dólares en 2021 (un 24% más que en 2020) y 499 000 millones de dólares en 2022 (un 16% más). Esta tendencia está impulsada por el creciente reconocimiento del papel de las energías renovables en la mitigación del cambio climático y la mejora de la seguridad energética , junto con el interés de los inversores en alternativas a los combustibles fósiles. Políticas como las tarifas de alimentación en China y Vietnam han aumentado significativamente la adopción de energías renovables. Además, de 2013 a 2022, los costos de instalación de energía solar fotovoltaica (PV), eólica terrestre y eólica marina cayeron un 69%, un 33% y un 45%, respectivamente, lo que hace que las energías renovables sean más rentables. ^{[210] [55]}

Entre 2013 y 2022, el sector de las energías renovables experimentó un reajuste significativo de las prioridades de inversión. La inversión en tecnologías de energía solar y eólica aumentó notablemente. En cambio, otras tecnologías renovables como la energía hidroeléctrica (incluida la energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo ), la biomasa , los biocombustibles , la energía geotérmica y la energía marina experimentaron una disminución sustancial de la inversión financiera. Cabe destacar que, entre 2017 y 2022, la inversión en estas tecnologías renovables alternativas disminuyó un 45%, pasando de 35.000 millones de dólares a 17.000 millones de dólares. ^[55]

En 2023, el sector de las energías renovables experimentó un aumento significativo de las inversiones, en particular en tecnologías solar y eólica, por un total de aproximadamente 200 000 millones de dólares, un aumento del 75% respecto del año anterior. El aumento de las inversiones en 2023 contribuyó entre el 1% y el 4% al PIB en regiones clave, como Estados Unidos, China, la Unión Europea y la India. ^[211]

El sector energético recibe inversiones de aproximadamente 3 billones de dólares cada año, de los cuales 1,9 billones de dólares se destinan a tecnologías e infraestructuras de energía limpia . Para cumplir los objetivos establecidos en el Escenario de Cero Emisiones Netas (NZE) para 2035, esta inversión debe aumentar a 5,3 billones de dólares por año. ^{[212] : 15}

El impacto geopolítico del creciente uso de energía renovable es un tema de constante debate e investigación. ^[219] Muchos países productores de combustibles fósiles, como Qatar , Rusia , Arabia Saudita y Noruega , actualmente pueden ejercer influencia diplomática o geopolítica como resultado de su riqueza petrolera. Se espera que la mayoría de estos países estén entre los "perdedores" geopolíticos de la transición energética, aunque algunos, como Noruega, también son importantes productores y exportadores de energía renovable. Los combustibles fósiles y la infraestructura para extraerlos pueden, a largo plazo, convertirse en activos varados . ^[220] Se ha especulado que los países que dependen de los ingresos de los combustibles fósiles algún día puedan encontrar que les conviene vender rápidamente sus combustibles fósiles restantes. ^[221]

Por el contrario, se espera que las naciones abundantes en recursos renovables y los minerales necesarios para la tecnología de las energías renovables ganen influencia. ^{[222] [223]} En particular, China se ha convertido en el fabricante dominante del mundo de la tecnología necesaria para producir o almacenar energía renovable, especialmente paneles solares , turbinas eólicas y baterías de iones de litio . ^[224] Las naciones ricas en energía solar y eólica podrían convertirse en importantes exportadores de energía. ^[225] Algunas pueden producir y exportar hidrógeno verde , ^{[226] [225]} aunque se proyecta que la electricidad sea el portador de energía dominante en 2050, representando casi el 50% del consumo total de energía (frente al 22% en 2015). ^[227] Los países con grandes áreas deshabitadas como Australia, China y muchos países africanos y del Medio Oriente tienen potencial para grandes instalaciones de energía renovable. La producción de tecnologías de energía renovable requiere elementos de tierras raras con nuevas cadenas de suministro. ^[228]

Los países con gobiernos ya débiles que dependen de los ingresos provenientes de los combustibles fósiles pueden enfrentar una inestabilidad política o un malestar popular aún mayor. Los analistas consideran que Nigeria, Angola , Chad , Gabón y Sudán , todos países con un historial de golpes militares , corren el riesgo de sufrir inestabilidad debido a la disminución de los ingresos del petróleo. ^[229]

Un estudio concluyó que la transición de combustibles fósiles a sistemas de energía renovable reduce los riesgos derivados de la minería, el comercio y la dependencia política porque los sistemas de energía renovable no necesitan combustible: dependen del comercio únicamente para la adquisición de materiales y componentes durante la construcción. ^[230]

En octubre de 2021, el Comisario Europeo de Acción por el Clima, Frans Timmermans, sugirió que "la mejor respuesta" a la crisis energética mundial de 2021 es "reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles". ^[231] Dijo que quienes culpaban al Pacto Verde Europeo lo hacían "quizás por razones ideológicas o, a veces, por razones económicas para proteger sus intereses creados". ^[231] Algunos críticos culparon al Sistema de Comercio de Emisiones de la Unión Europea (EU ETS) y al cierre de plantas nucleares por contribuir a la crisis energética. ^{[232] [233] [234]} La presidenta de la Comisión Europea, Ursula von der Leyen, dijo que Europa es "demasiado dependiente" del gas natural y demasiado dependiente de las importaciones de gas natural . Según Von der Leyen, "la respuesta tiene que ver con la diversificación de nuestros proveedores... y, fundamentalmente, con la aceleración de la transición a la energía limpia". ^[235]

La transición a la energía renovable requiere una mayor extracción de ciertos metales y minerales. Como toda minería, esto impacta el medio ambiente ^[236] y puede conducir a conflictos ambientales . ^[237] La ​​energía eólica requiere grandes cantidades de cobre y zinc, así como cantidades más pequeñas del metal más raro neodimio . La energía solar requiere menos recursos, pero aún requiere cantidades significativas de aluminio. La expansión de las redes eléctricas requiere tanto cobre como aluminio. Las baterías, que son fundamentales para permitir el almacenamiento de energía renovable, utilizan grandes cantidades de cobre, níquel, aluminio y grafito. Se espera que la demanda de litio crezca 42 veces entre 2020 y 2040. Se espera que la demanda de níquel, cobalto y grafito crezca en un factor de aproximadamente 20 a 25. ^[238] Para cada uno de los minerales y metales más relevantes, su minería está dominada por un solo país: cobre en Chile , níquel en Indonesia , tierras raras en China , cobalto en la República Democrática del Congo (RDC) y litio en Australia . China domina el procesamiento de todos ellos. ^[238]

El reciclaje de estos metales después de que se agoten los dispositivos en los que están integrados es esencial para crear una economía circular y garantizar que la energía renovable sea sostenible. Para 2040, el cobre , el litio , el cobalto y el níquel reciclados de las baterías usadas podrían reducir los requisitos combinados de suministro primario de estos minerales en alrededor del 10 %. ^[238]

Un enfoque controvertido es la minería en aguas profundas . Los minerales se pueden recolectar de nuevas fuentes como los nódulos polimetálicos que se encuentran en el fondo marino . ^[239] Esto dañaría la biodiversidad local, ^[240] pero los defensores señalan que la biomasa en los fondos marinos ricos en recursos es mucho más escasa que en las regiones mineras en tierra, que a menudo se encuentran en hábitats vulnerables como las selvas tropicales. ^[241]

Debido a la coexistencia de tierras raras y elementos radiactivos ( torio , uranio y radio ), la minería de tierras raras genera desechos radiactivos de bajo nivel . ^[242] En varios países africanos, la transición hacia la energía verde ha creado un auge minero, causando deforestación y amenazando especies que ya estaban en peligro de extinción. ^[243]

Las instalaciones que se utilizan para producir energía eólica, solar e hidroeléctrica son una amenaza cada vez mayor para las áreas clave de conservación, ya que se construyen en áreas reservadas para la conservación de la naturaleza y otras áreas ambientalmente sensibles. A menudo son mucho más grandes que las centrales eléctricas de combustibles fósiles y necesitan áreas de tierra hasta diez veces mayores que las de carbón o gas para producir cantidades equivalentes de energía. ^[244] Se construyen más de 2000 instalaciones de energía renovable, y hay más en construcción, en áreas de importancia ambiental que amenazan los hábitats de especies vegetales y animales en todo el mundo. El equipo de autores enfatizó que su trabajo no debe interpretarse como contrario a las energías renovables porque la energía renovable es crucial para reducir las emisiones de carbono. La clave es asegurar que las instalaciones de energía renovable se construyan en lugares donde no dañen la biodiversidad. ^[245]

En 2020, los científicos publicaron un mapa mundial de áreas que contienen materiales de energía renovable, así como estimaciones de sus superposiciones con "Áreas Clave para la Biodiversidad", "Áreas Silvestres Remanentes" y " Áreas Protegidas ". Los autores evaluaron que se necesita una planificación estratégica cuidadosa . ^{[246] [247] [248]}

Los paneles solares se reciclan para reducir los desechos electrónicos y crear una fuente de materiales que de otro modo habría que extraer, ^[249] pero este negocio aún es pequeño y se está trabajando para mejorar y ampliar el proceso. ^{[250] [251] [252]}

Las plantas de energía solar pueden competir con las tierras cultivables , ^{[256] [257] mientras que} los parques eólicos terrestres a menudo enfrentan oposición debido a preocupaciones estéticas y ruido. ^{[258] [259]} Estos oponentes a menudo se describen como NIMBY ("no en mi patio trasero"). ^[260] Algunos ambientalistas están preocupados por las colisiones fatales de pájaros y murciélagos con turbinas eólicas. ^[261] Aunque las protestas contra nuevos parques eólicos ocurren ocasionalmente en todo el mundo, las encuestas regionales y nacionales generalmente encuentran un amplio apoyo tanto para la energía solar como para la eólica. ^{[262] [263] [264]}

En ocasiones se propone la energía eólica de propiedad comunitaria como una forma de aumentar el apoyo local a los parques eólicos. ^[265] Un documento del Gobierno del Reino Unido de 2011 afirmaba que "los proyectos suelen tener más probabilidades de éxito si cuentan con un amplio apoyo público y el consentimiento de las comunidades locales. Esto significa dar a las comunidades tanto voz como voto". ^[266] En la década de 2000 y principios de la de 2010, muchos proyectos renovables en Alemania, Suecia y Dinamarca eran propiedad de comunidades locales, en particular a través de estructuras cooperativas . ^{[267] [268]} En los años transcurridos desde entonces, más instalaciones en Alemania han sido realizadas por grandes empresas, ^[265] pero la propiedad comunitaria sigue siendo fuerte en Dinamarca. ^[269]

Antes del desarrollo del carbón a mediados del siglo XIX, casi toda la energía utilizada era renovable. El uso más antiguo conocido de energía renovable, en forma de biomasa tradicional para alimentar fuegos , data de hace más de un millón de años. El uso de biomasa para el fuego no se volvió común hasta muchos cientos de miles de años después. ^[270] Probablemente el segundo uso más antiguo de la energía renovable es el aprovechamiento del viento para impulsar barcos sobre el agua. Esta práctica se remonta a unos 7000 años, a los barcos en el Golfo Pérsico y en el Nilo. ^[271] Desde las fuentes termales , la energía geotérmica se ha utilizado para bañarse desde el Paleolítico y para calentar espacios desde la época de la antigua Roma. ^[272] Pasando a la época de la historia registrada, las principales fuentes de energía renovable tradicional eran el trabajo humano , la fuerza animal , la fuerza hidráulica , el viento, en los molinos de viento para triturar granos , y la leña , una biomasa tradicional.

En 1885, Werner Siemens , comentando el descubrimiento del efecto fotovoltaico en estado sólido, escribió:

En conclusión, diría que por grande que sea la importancia científica de este descubrimiento, su valor práctico no será menos obvio cuando reflexionemos en que el suministro de energía solar es ilimitado y gratuito, y que seguirá cayendo sobre nosotros durante incontables eras después de que todos los depósitos de carbón de la Tierra se hayan agotado y olvidado. ^[273]

Max Weber mencionó el fin de los combustibles fósiles en los párrafos finales de su obra Die protestantische Ethik und der Geist des Kapitalismus (La ética protestante y el espíritu del capitalismo), publicada en 1905. ^[274] El desarrollo de los motores solares continuó hasta el estallido de la Primera Guerra Mundial. La importancia de la energía solar fue reconocida en un artículo de Scientific American de 1911 : "en un futuro muy lejano, los combustibles naturales que se hayan agotado [la energía solar] seguirán siendo el único medio de existencia de la raza humana". ^[275]

La teoría del pico del petróleo se publicó en 1956. ^[276] En la década de 1970, los ambientalistas promovieron el desarrollo de energías renovables tanto como reemplazo del eventual agotamiento del petróleo como para escapar de la dependencia del petróleo, y aparecieron las primeras turbinas eólicas generadoras de electricidad . La energía solar se había utilizado durante mucho tiempo para calefacción y refrigeración, pero los paneles solares eran demasiado costosos para construir parques solares hasta 1980. ^[277]

El nuevo gasto gubernamental, la regulación y las políticas ayudaron a la industria de las energías renovables a capear la crisis financiera mundial de 2009 mejor que muchos otros sectores. ^[278] En 2022, las energías renovables representaron el 30% de la generación eléctrica mundial, frente al 21% en 1985. ^[8]

• Generación distribuida  – Generación eléctrica descentralizada
• Uso eficiente de la energía  : métodos para una mayor eficiencia energética
• Eliminación progresiva de los combustibles fósiles  : reducción gradual del uso y la producción de combustibles fósiles
• Almacenamiento de energía térmica  – Tecnologías para almacenar energía térmica
• Lista de países por producción de electricidad renovable
• Lista de temas de energía renovable por país y territorio
• Calor renovable  – Aplicación de energías renovables