Renovables: energía para la sostenibilidad. Cuaderno para el profesorado. eólica. solar. biomasa. minihidráulica. biocombustibles.

Transcripción

1 eólica Cuaderno para el profesorado Renovables: energía para la sostenibilidad solar biomasa minihidráulica biocombustibles maremotriz geotérmica biogás

2 El programa Renovables: energía para la sostenibilidad promovido por ACCIONA Energía, acude un año más al encuentro de los centros escolares de Navarra, para poner a su disposición distintas actividades complementarias a los contenidos curriculares sobre energía, energías renovables, ahorro y eficiencia energética. Desde el curso , este programa tiene la vocación de colaborar con los procesos de enseñanza-aprendizaje funcionales y significativos que evidencian la importancia de la energía y su manejo en nuestra sociedad y para el mundo en que vivimos. Materiales didácticos Este Cuaderno para el Profesorado y los dos Cuadernos para alumnos y alumnas invitan a pensar y dialogar sobre sostenibilidad, ese proceso de transformación de valores y conocimientos, actitudes y hábitos al que están llamados nuestra sociedad y su sistema educativo. Su objetivo es mantener actualizada una corriente de información hacia la escuela que haga reconocible la contribución de las fuentes renovables de energía a un modelo de producción y consumo eficiente, descentralizado y no contaminante. Una información que ha de favorecer la reflexión sobre pautas de consumo y fomentar el uso sostenible de los recursos.

3 eólica Renovables: energía para la sostenibilidad Cuaderno para el profesorado solar biomasa minihidráulica biocombustibles maremotriz geotérmica biogás

4 Edita: Textos: Fichas de actividades: Ilustraciones y maquetación: Fotografías: Impresión: Departamento de Comunicación y Relaciones Institucionales Acciona Energía, s.a Avda. Ciudad de la Innovación, nº Sarriguren. Navarra. España Luis Arizaleta, equipo fira equipo fira Estudio Creativo Juanjo Barasoain Acciona Energía Gráficas Castuera, s.a Febrero 2007

5 Cuaderno para el profesorado Renovables: energía para la sostenibilidad

6 Renovables: energía para la sostenibilidad Í N D I C E PRESENTACIÓN 6 1 Energía y medio ambiente: época de cambios 9 2 Concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera y cambio climático 13 3 El consumo de energía: un problema abordable desde la educación 16 4 Algunas cifras relacionadas con el consumo de energía 18 5 Educación para la sostenibilidad 22 6 Enseñar y aprender el valor de la eficiencia 23 7 Las fuentes renovables de energía Eólica Solar fotovoltaica Solar térmica Solar pasiva Solar termoeléctrica Minihidráulica Maremotriz Biomasa Biocombustibles Biogás Geotérmica 34 4 Cuaderno para el profesorado

7 8 Instalaciones renovables en el programa educativo de Acciona en Navarra Energía eólica 35 - Parques eólicos de la sierra de El Perdón 35 - Parques eólicos de la sierra de Izco 36 - Parques eólicos de la sierra de Guerinda 36 - Planta de fabricación de aerogeneradores en Barasoain Biomasa para generación eléctrica y Biodiésel 38 - Planta de biomasa de Sangüesa 38 - Planta de biodiésel de Caparroso Energía solar fotovoltaica 39 - Planta fotovoltaica de Tudela 39 9 El programa educativo Renovables: energía para la sostenibilidad Actividades previas Actividades posteriores Evaluación Hacia una vida energéticamente sostenible 42 OTRAS LECTURAS RECOMENDADAS 44 DE INTERÉS EN LA RED PARA SABER MÁS 46 GLOSARIO 48 FICHAS DE ACTIVIDADES SOLAPA Cuaderno para el profesorado 5

8 Diferentes normas y orientaciones se refieren a aspectos de esta cuestión. - La Ley Orgánica de Educación 2 cuyo artículo 2, Fines, establece: El sistema educativo español se orientará a la adquisición de valores que propicien el respeto hacia los seres vivos y el medio ambiente, en particular al valor de los espacios forestales y un desarrollo sostenible. - La Estrategia de Educación para el Desarrollo Sostenible 3, aprobada por la Comisión Económica para Europa del Consejo Económico y Social de Naciones Unidas: La finalidad de la estrategia estriba en alentar a los estados miembros a potenciar la educación para el desarrollo sostenible e incorporarla a sus sistemas de enseñanza oficial reglada, no reglada y libre, así como a todas las asignaturas pertinentes Entre los temas que configuran el desarrollo sostenible es preciso citar las pautas de producción y los hábitos de consumo la protección del medio ambiente, la gestión de los recursos naturales - La Directiva Europea 2006/32/CE 4 sobre la Eficiencia en el uso final de la energía: Existe en la Comunidad Europea la necesidad de mejorar la eficiencia del uso final de la energía, gestionar la demanda energética y fomentar la producción de energía renovable Una mayor eficiencia contribuirá a disminuir el consumo de energía, a reducir las emisiones de CO2 y demás gases de efecto invernadero y a prevenir los cambios climáticos peligrosos. - El Protocolo de Kioto 5 de la Convención de la ONU sobre Cambio Climático: Con el fin de promover el desarrollo sostenible, cada una de las partes al cumplir los compromisos cuantificados de limitación y reducción de las emisiones aplicará y/o seguirá elaborando políticas y medidas por ejemplo el fomento de la eficiencia energética la investigación, promoción y aumento del uso de formas nuevas y renovables de energía. Se trata de objetivos que vinculan a todos, a cada individuo y a la sociedad en su conjunto; por lo tanto, también a la escuela. Distintas experiencias demuestran que es posible caminar hacia su cumplimiento construyendo currículos ambientalizados cuya práctica incorpora la eficiencia y el aprovechamiento de las fuentes de energía limpias y autóctonas. Configurar una educación para la sostenibilidad, la eficiencia y la renovabilidad es una tarea contemporánea y de futuro, que requiere participación y compromiso. A ella quieren contribuir este Cuaderno y el resto de contenidos del programa de Acciona Energía, animando diálogos sobre ambientalización escolar y aportando recursos complementarios al trabajo del profesorado. 2 Aprobada en abril de Ministerio de Educación y Ciencia: 3 Reunión de Vilnius, 18 de marzo de 2005: 4 Aprobada el 5 de abril de 2006: 114/I es pdf 5 Suscrito en 1997 y en vigor desde febrero de En el sitio de la Oficina Española para el Cambio Climático, del portal del Ministerio de Medio Ambiente: puede encontrarse el texto completo. Cuaderno para el profesorado 7

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10 1Energía y medio ambiente: época de cambios Al inicio de la década de 1970, distintos círculos científicos y ambientalistas comenzaron a debatir sobre las perspectivas del modelo energético basado en los combustibles fósiles, finitos y contaminantes, centralizado y gestionado desde la capacidad de aumentar la oferta a precios asequibles. Hablar fuera de estos círculos -bien conscientes de las problemáticas ambientales asociadas a altos índices de consumo de energía- de la necesidad de implementar el uso de fuentes renovables, del progresivo agotamiento de las reservas de petróleo o de precios más altos de la energía, era cosa poco habitual. Pero ya entonces existían razones para la preocupación y para el cambio, acentuadas por el paso del tiempo. - Sucesivas crisis del petróleo, la primera en 1973, han hecho evidente la necesidad de diversificación energética para reducir la dependencia de unos recursos finitos cuyos yacimientos no se distribuyen de igual modo por todo el planeta, una situación potencialmente generadora de conflictos por escasez, desabastecimiento, especulación, etc. Los países consumidores de petróleo necesitan actuar rápidamente para incrementar la conciencia del público, fortalecer la conservación de la energía y mejorar la eficiencia energética. También han de estimular el desarrollo de energías alternativas e incrementar su capacidad de refino 6. - El barril de petróleo, que hace 10 años costaba menos de 20$, ha llegado a cotizarse durante 2006 por encima de 70$, y no parece que se trate de una situación coyuntural: las tensiones y los conflictos en países como Irak, Nigeria o Chad; el incremento de demanda en China y la India; la disminución de las reservas confirmadas; o unas expectativas inciertas de rentabilidad para las grandes corporaciones a la hora de realizar inversiones en prospección y refino, son factores que hacen pensar en precios sostenidos o al alza. A nivel mundial, la estimación de incremento de demanda de petróleo, que en 2000 se preveía iba a ser del 2,5% anual hasta 2011, se ha visto ampliamente superada por la necesidad de atender la demanda derivada del crecimiento muy superior al previsto en países como China e India, además de la recuperación de Estados Unidos. Todo ello hará que los precios de los combustibles derivados del petróleo se mantengan elevados en torno a 60$/barril 7. - En las sociedades industrializadas, el consumo de energía se incrementa continuamente, en muchos casos por encima del aumento del PIB. En los últimos 5 años, el consumo de electricidad en España 8 ha crecido un 23%. En el período 2000/2003, el consumo de energía en Navarra ha crecido un 16,3% 9 frente a un crecimiento del PIB del 10%. 6 Rodrigo Rato, Director Gerente del Fondo Monetario Internacional FMI en su discurso ante la Asamblea Anual, 20 de septiembre de Fuente: Plan Energético de Navarra Fuente: Red Eléctrica Española: 9 Fuente: PEN. Cuaderno para el profesorado 9

11 Renovables: energía para la sostenibilidad Sin duda, nos encontramos en una época de incertidumbres, de cambios energéticos ante una encrucijada de insostenibilidad. La forma en que se resuelva esta situación inestable dependerá de debates y ajustes entre intereses, concepciones y voluntades diversas, del crecimiento de la conciencia ambiental y del grado de participación ciudadana en la resolución del problema, de los equilibrios globales entre el Norte industrializado y el Sur empobrecido del planeta. Quizá en el año 2050, la economía del hidrógeno haya dejado atrás la era del petróleo; quizá la fisión nuclear haya resuelto el problema de la larga latencia de sus residuos radiactivos y alcanzado cotas indiscutibles de seguridad, o la fusión nuclear se haya demostrado viable técnica y económicamente. Pero hoy en día y entonces, también 20 -, el desarrollo y la implantación de las tecnologías que aprovechan la radiación solar, el viento, las corrientes de agua o la biomasa para producir servicios energéticos calor, alumbrado, movilidad... -, constituyen una necesidad ante los problemas ambientales que han de gestionar la presente y futuras generaciones de la especie humana. Ante estos problemas, la educación puede orientarse a construir modelos de pensamiento y de comportamiento, valores y actitudes, favorables a la sostenibilidad. Ese es su reto ambiental. 20 Entonces también porque la obtención de hidrógeno a partir de agua requiere electricidad y qué mejor opción que utilizar para este objetivo las energías renovables. Por su parte, la energía de fusión nuclear, aunque no emita radioactividad, exige instalaciones centralizadas de elevado coste - el lector recordará el acelerador de partículas adjudicado a Cadarache, el ITER -; mientras que las renovables favorecen la descentralización mediante inversiones a diferentes escalas de demanda, desde la más sencilla para el autoconsumo en el hogar. 12 Cuaderno para el profesorado

12 Renovables: energía para la sostenibilidad La humanidad emite cada vez más GEI, por encima de millones de toneladas anuales equivalentes de CO2, principal gas responsable del efecto invernadero. Una parte significativa de esas emisiones nos concierne directamente: según los datos del artículo Evolución de las emisiones de gases de efecto invernadero en España , antes citado, España emitió, en el año 2005, 442 millones de toneladas de GEI: kilogramos por habitante, más de 1 kilo a la hora por persona. Si al incremento de emisiones de raíz antropógena se añaden fenómenos como la proliferación de suelo urbanizado que conlleva más cantidad de radiación devuelta a la atmósfera -, los incendios forestales, la deforestación y la desertificación que limitan la capacidad de la naturaleza para fijar CO2, los efectos se acumulan: a mayor emisión de radiación infrarroja por parte de la superficie terrestre y a superior concentración de los gases que la absorben, más calentamiento de las capas bajas de la atmósfera y aumento de la temperatura de la superficie terrestre. Surge así el fenómeno que se ha designado como efecto invernadero por ser análogo al producido en el cristal o plástico que cierra un invernadero agrícola: esos materiales son transparentes a la luz solar incidente pero no a la radiación calorífica emitida por el suelo y por las plantas cultivadas, de modo que la temperatura interior del invernadero es superior a la del exterior. Gases de efecto invernadero GEI CO2 - dióxido de carbono responsable del 64% del efecto invernadero. Proviene de la quema de combustibles fósiles en procesos industriales, transporte, calefacción CO2 HFCs CH4 - metano - Procedencia: combustibles fósiles y descomposición anaeróbica de materia orgánica. NOX - óxidos de nitrógeno - Procedencia: escape de vehículos, procesos industriales. SF6 - hexafluoruro de azufre Procedencia: aislantes eléctricos, procesos de producción y transformación de magnesio. CH4 SF6 PFCs SF6 CO2 HFCs NOx HFCS y PFCS - carbonos hidrofluorados y perfluorados - Procedencia: solventes y propelentes de aerosoles, equipos de refrigeración y aire acondicionado, fabricación de espumas aislantes, industria de los semiconductores, fundiciones de aluminio. 14 Cuaderno para el profesorado

13 Renovables: energía para la sostenibilidad 3 El consumo de energía: un problema abordable desde la educación Todos hemos oído hablar del cambio climático. No se puede afirmar que el fenómeno sea desconocido: si preguntamos a niños y niñas de más de 10 años, es probable que un número considerable vincule este problema ambiental con la acumulación de emisiones contaminantes a la atmósfera e, incluso, esta contaminación con la industria, el transporte de mercancías o la movilidad de las personas. Sin embargo, pareciera que el problema no nos afectase individualmente ni como sociedad sino de una manera hipotética, tangencial. Cabe preguntarse, en consecuencia, hasta qué punto están interiorizadas y asumidas sus dimensiones. Es probable que poco o muy poco, posiblemente por una cierta percepción de lejanía respecto a un fenómeno complejo para el que es frecuente reclamar soluciones de orden político y macroeconómico globales, por más que sus efectos y manifestaciones perjudican a la humanidad, nos perjudican ya y perjudicarán a las generaciones futuras. Por eso resulta conveniente recordar que el cambio climático es un fenómeno cuya génesis se replica a diferentes escalas de la acción humana, allá donde interactuamos: en el hogar, la escuela, los centros de trabajo... El problema global se manifiesta y reproduce en cada uno de los microsistemas donde intervenimos los seres humanos, transformadores netos de energía 23 - en muchas ocasiones, sus principales disipadores -, y desaprovechamos recursos energéticos. El fenómeno global resulta ser la componente de un enorme conjunto de situaciones resueltas ineficientemente, de microproblemas. La tecnología, por sí sola, no puede transformar mentalidades proclives a aumentar sin límite los niveles de consumo, un horizonte al cual trata de responder el modelo energético centralizado y basado en la capacidad de oferta. Un modelo energético sostenible, descentralizado y gestor de la demanda de servicios energéticos, se corresponde con pautas de consumo responsable que otorgan más valor a la calidad de vida que al incremento del nivel de vida, y reconocen ventajas en el buen aprovechamiento de los recursos y en la eficiencia. Para abordar educativamente el problema en una orientación de sostenibilidad, resulta necesario practicar las 3R reducir, reciclar, reutilizar en el modelo de gestión energética del centro escolar; manejar información actualizada sobre las energías renovables y sus potencialidades; clarificar los valores de vida que caracterizan la intervención didáctica, los valores declarados y los ejercidos. 23 Tomamos la expresión de C. Souchon en La energía como tema interdisciplinar de la educación ambiental, nº 11 de la colección de materiales didácticos del Programa Internacional de Educación Ambiental - PNUMA - de la Unesco, Cuaderno para el profesorado

14 EL CONSUMO DE ENERGÍA: UN PROBLEMA ABORDABLE DESDE LA EDUC ACIÓN Los valores personales informan actitudes, las actitudes disponen a comportamientos. A escala de los comportamientos particulares, el cambio climático es expresivo del escaso valor que otorgamos a los recursos cuando percibimos su escasez. Normalmente, si consideramos una cosa como única, preciosa, la cuidamos, conservamos y protegemos. Pasa esto en el caso de la energía? Ciertamente, no. Circula información sobre la limitación de los recursos y en particular de los de origen fósil, pero estamos tan acostumbrados a que al presionar el interruptor se encienda la bombilla o que al accionar el contacto, el motor haga moverse al coche, que no establecemos conexión entre esa información y una percepción real de escasez; o si la establecemos, no le otorgamos rango, prioridad suficiente. Así, acaba por resultar ambientalmente irrelevante dejar la bombilla encendida iluminando habitaciones vacías o el motor en marcha disipando calor a la atmósfera, sumando entropía 24. Sin duda, unos precios si no baratos sí accesibles y ofertas abundantes y atractivas influyen en la configuración de conductas antiambientales. Pero desde la acción educativa es posible proponer criterios para reconocer los problemas y formar una conciencia proambiental: aquella que considera cada sistema humano como un ambiente de sujetos en interacción, donde se pueden apreciar y aprovechar los recursos todos los recursos, los de la naturaleza, los de las comunidades, los de las personas: intelectuales, relacionales -, evitar el consumo innecesario cuidando el entorno físico y material, y construir bienestar valorando la calidad de vida. 24 Resultan interesantes los datos del Eurobarómetro Especial Actitudes en torno a la energía, de enero de 2006, encargado por la Comisión Europea y disponible en la web del IDAE: El 55 % de los ciudadanos europeos dice estar preparado para intentar reducir su consumo de energía; en España, el pocentajes es sólo del 41%. Frente a un 59% de ciudadanos europeos que, a la hora de comprar un vehículo, prestan bastante atención a su consumo, sólo un 39% de españoles dice hacerlo. Cuaderno para el profesorado 17

15 Renovables: energía para la sostenibilidad 4 Algunas cifras relacionadas con el consumo de energía Los habitantes de las sociedades industrializadas, como la nuestra, han incrementado substancialmente su consumo de energía en los últimos veinticinco años, en una tendencia al crecimiento del nivel de vida que, con excesiva frecuencia, no se corresponde con un reconocimiento del bienestar alcanzado ni con una aceptación de la calidad de vida disfrutada. Ese nivel de vida conlleva la externalización de las repercusiones ambientales del consumo de productos contaminantes y finitos, e influye en el incremento de desigualdades socioeconómicas globales. Los datos de los cuadros siguientes ilustran estas afirmaciones. 4.1 Desigualdades y desequilibrio global Las cifras de este primer cuadro permiten apreciar tendencias en el mundo, donde un 15% de la población la que vive en el Norte más industrializado - disponen del 56% de los recursos, y el 37% de la población mundial, la más empobrecida, millones de personas que viven en el Sur, sólo el 9% 25. Estado PIB per cápita Consumo electricidad Emisiones CO2 en $ PPA 26 en $ kwh per cápita TM per cápita Estados Unidos ,0 19,8 Australia ,9 18,0 Francia ,0 6,2 España ,3 7,3 Portugal ,8 5,6 México ,2 4,0 Brasil ,5 1,6 Argelia ,5 5,1 Marruecos ,8 1,2 India ,5 1,2 Bolivia ,8 0,9 Camerún ,4 0,2 Nigeria ,0 0,4 25 Fuentes: Informe sobre el desarrollo mundial Equidad y desarrollo, Banco Mundial; e Informes sobre Desarrollo Humano 1999 y 2006,Programa de Naciones Unidas para el Desarrollo, PNUD. Ediciones Mundi Prensa. 26 PPA: paridad del poder adquisitivo. Es el ingreso nacional bruto convertido a dólares internacionales empleando los factores de conversión del poder adquisitivo. Los tipos de cambio permiten hacer una comparación uniforme de los niveles de precios entre países. 18 Cuaderno para el profesorado

16 ALGUNAS CIFRAS RELACIONADAS CON EL CONSUMO DE ENERGÍA Paradójicamente, países como Argelia, Brasil o Nigeria, exportadores de gas natural y de petróleo han visto cómo en las últimas décadas se incrementaba su diferencia económica con otros territorios muy dependientes energéticamente: si en 1980 el poder adquisitivo per cápita en España era de 18 veces el de Nigeria, en 2004 era 27 veces superior; si en 1980, el consumo de energía eléctrica en España era 27 veces superior al de Nigeria, 24 años después era 42 veces superior. En el año 2004 se consumieron en el mundo Mtep - millones de toneladas equivalentes de petróleo Empleando la unidad de conversión: 1 TEP = kwh, y considerando una población de millones de habitantes, el consumo medio de energía por persona en el mundo fue de kwh. En España, fue de kwh, es decir, 2,05 veces la media. En 2005, ese consumo se incrementó en nuestro país un 3%. 4.2 Dependencia energética El alto nivel de consumo en las sociedades industrializadas no se nutre de recursos locales sino importados: en nuestro país, por ejemplo, no existen yacimientos significativos de petróleo y gas. Éstas son las proporciones de los distintos recursos en el consumo de energía primaria en diferentes ámbitos geográficos 28. Mundo UE España Navarra Petróleo 37,0% 37,4% Carbón 27,3% 18,2% Gas Natural 23,8% 23,6% Uranio (nuclear) 6,2% 14,5% Renovables 5,8% 6,0% Otros 0,2% 49,2% 14,5% 20,0% 10,3% 5,8% 0,2% 41,6% 5,8% 38,2% - 14,4% - 27 La energía en España Ministerio de Industria, Tecnología y Comercio: 28 Fuentes: La energía en España 2005 y Plan Energético de Navarra en adelante, PEN -. Los datos de Navarra son del año 2003; el resto, de La energía primaria es la empleada para generar la energía útil pagada por los consumidores finales. En España, la mayor parte del carbón consumido se quema en centrales térmicas para producir electricidad; idéntica finalidad tienen las centrales de ciclo combinado donde se quema gas. El uranio se utiliza para la fisión nuclear en las centrales nucleares que, también, producen electricidad generada, así mismo, con fuentes renovables como la eólica o la minihidráulica. Las diferencias en cuanto al mayor o menor uso de uno u otro recurso en los distintos ámbitos geográficos, obedecen a razones tecnológicas, ambientales o económicas. Por ejemplo, en Europa ha decrecido el uso del carbón a lo largo de los últimos treinta años, por varios motivos: costes de extracción, lluvia ácida, etc. En los datos de Navarra destacan: la fuerte presencia de las renovables, sobre todo la éolica; la ausencia de centrales nucleares; y la incidencia del gas natural consumido, además de en los hogares y la industria, en dos centrales de ciclo combinado. Cuaderno para el profesorado 19

17 Renovables: energía para la sostenibilidad La dependencia energética hace sumamente vulnerables a los consumidores, sobre todo cuando se producen turbulencias políticas, situaciones de escasez, puntas de demanda. La inestabilidad geopolítica, en general los conflictos, se revelan como respuestas menos eficientes que el acuerdo y la planificación a largo plazo. Una cooperación al desarrollo capaz de superar la dependencia del petróleo debiera aliar estabilidad de los mercados y sostenibilidad socio-económica y ambiental de los países exportadores. 4.3 El consumo aumenta en distintos sectores Aunque todavía, hoy en día, pueda existir una cierta tendencia espontánea a pensar que el consumo de energía se concentra en los sistemas productivos industriales, las cifras del siguiente cuadro 29 hablan de un consumo distribuido entre los distintos sectores sociales de Navarra, donde los particulares son responsables directos del 30% del consumo global, en sus domicilios y con sus vehículos privados. Industria = 40,9% Transporte = 34,2% Residencial, comercial y servicios = 17,1% Agricultura = 7,8% 29 Fuente: PEN. 20 Cuaderno para el profesorado

18 ALGUNAS CIFRAS RELACIONADAS CON EL CONSUMO DE ENERGÍA 4.4 Despilfarro en el ámbito privado El consumo anual medio de energía de las familias navarras supera los kwh tomando esta unidad de medida del consumo de electricidad como referencia del consumo en su conjunto -. Esta cifra incluye el alumbrado, los electrodomésticos, la calefacción y el agua caliente de su hogar y kilómetros anuales recorridos por sus vehículos la media se sitúa en 1,4 coches por familia -. No incluye la repercusión de los costes energéticos en los precios de los bienes y servicios que adquiere esa familia desde la alimentación hasta las vacaciones, pasando por el ocio. Así se distribuye el consumo doméstico en nuestros hogares. Coches = 62% Calefacción y agua caliente = 26% Alumbrado y electrodomésticos = 12% Supone un desembolso de aproximadamente euros anuales, abonado en fracciones semanales, quincenales, mensuales o bimestrales, al repostar en las estaciones de servicio y pagar los recibos de electricidad, gas, leña, comunidad de propietarios, etc. Ambientalmente, significa la emisión a la atmósfera de entre 6 y 8 toneladas de CO2 unos 20 kilogramos al día, en función de los combustibles empleados para la producción de los diferentes servicios energéticos. Pero, probablemente, la característica más preocupante de este consumo privado sea su grado de ineficiencia, de desaprovechamiento de recursos: calor excesivo en los hogares los días templados del invierno - y ventanas abiertas -; uso inapropiado y excesivo del vehículo privado; conducción ineficiente, etc. Todas estas cifras son suficientemente expresivas de los problemas dependencia de recursos ajenos, contaminantes y finitos, ineficiencia... que eclosionan en el cambio climático. Problemas que no son achacables a los otros sino a unos hábitos de consumo energético donde lo superfluo la bombilla encendida en la habitación vacía; la urbanización desierta iluminando la noche; motores carburando en retenciones y atascos... - supera, tantas veces, a lo necesario que llega a convertirse en un dilema global que crece con la insatisfacción y acaba afectando a aquellos que consumen menos y a los que vendrán en el futuro. Es cierto que el mercado, la publicidad, ciertas concepciones del urbanismo, modas y tendencias inducen y animan a un alto nivel de consumo. También que, aquí y ahora, parece cada vez más difícil distinguir entre lo necesario y lo prescindible, lo prioritario y lo superfluo. Pero no es menos cierto que podemos considerar la situación ambiental problemática como propia y tomar conciencia de la amenaza económica, ambiental y ética que encierra. A partir de ahí, una acción educativa deliberada y sistemática en el ámbito escolar permitirá explorar el valor de nuevos caminos de enseñanzaaprendizaje favorables a la eficiencia y a las actitudes proambientales para convertir la escuela en un espacio de vida energéticamente eficiente, responsable y sostenible, cuya dinámica de cambio será transferible a otros ámbitos de vida: el hogar y la familia, el entorno próximo. Cuaderno para el profesorado 21

19 Renovables: energía para la sostenibilidad 5 Educación para la sostenibilidad La aprobación de la Ley Orgánica de Educación, LOE, puso en marcha la elaboración de los nuevos currículos. En diciembre de 2006, el Ministerio de Educación ha presentado los contenidos mínimos que la Comunidad Autónoma de Navarra completará, de modo que en el curso 2007/2008 comience la aplicación de unas nuevas disposiciones que deberán contemplar la educación para la sostenibilidad, sus objetivos y contenidos. En relación a ellos se pronunció la mesa temática Programas educativos del foro de participación social Sumando energías 30 promovido por las Direcciones Generales de Medio Ambiente, Industria y Transporte del Gobierno de Navarra, desarrollado en el período , a cuyos trabajos hace referencia el Plan Energético de Navarra. Para vivir un modelo energético eficiente, renovable, respetuoso con la sostenibilidad de los recursos naturales y no contaminante, proponemos alcanzar la ambientalización escolar que permita un abordaje sistémico de la energía, que resulte motivador para la comunidad educativa y que implicará a los currículos, las metodologías, los materiales y los recursos, la organización escolar, la participación de la comunidad educativa y la gestión y el uso de los servicios energéticos en los centros de enseñanza Corresponderá a cada centro escolar sostenido con fondos públicos revisar su proyecto educativo para incluir expresamente la consideración que la eficiencia, el ahorro energético y el desarrollo sostenible tienen como principios inspiradores de su práctica de enseñanza-aprendizaje; así como revisar sus proyectos curriculares, las programaciones generales anuales y las programaciones de aula para abordar el tratamiento de la sostenibilidad como objetivo y de la eficiencia como contenido de naturaleza conceptual, procedimental y actitudinal. Las iniciativas de ambientalización curricular han de encontrar respaldo en los nuevos currículos. Se trata de programas, herramientas, redes que abordan la energía como objeto de enseñanzaaprendizaje de la participación orientada a conseguir: el paso desde los conocimientos teóricos e informativos a la intervención para el cambio, procesos que redundan en una mejora del aprovechamiento de los recursos energéticos dentro de los colegios e institutos, transferibles a la vida familiar y social. Citamos algunos destacados: Agenda 21 Escolar 31, Ecoauditoría Escolar 32, Eco-escuelas 33, Eteams 34. Dentro de este panorama de estrategias que tratan de replantear el uso de los recursos, se encuadran también las que promueven una movilidad más sostenible en torno a los centros escolares.a ellas se refiere el profesor italiano Francesco Tonucci en su libro La ciudad de los niños: una nueva manera de pensar la ciudad Reflexiones y propuestas para el ahorro y la eficiencia energética en Navarra. Centro de Recursos Ambientales de Navarra, Gobierno de Navarra e Instituto para la Diversificación y el Ahorro Energético, Ministerio de Industria. Pamplona, Distintas comunidades y ciudades desarrollan su proceso de elaboración de Agendas 21 escolares, a partir de la Carta de Aalborg de las Ciudades Europeas por la Sostenibilidad. Barcelona Sostenible es un ejemplo: Uno de sus materiales didácticos más conocidos es Guía para hacer la Agenda 21 Escolar, de Hilda Weissmann i Antònia Llabrés. CENEAM, Ecoauditoría escolar, María Asunción Fernández Ostolaza. Departamento de Medio Ambiente, Gobierno Vasco, La red otorga la Bandera Verde a los centros que desarrollan un programa de ambientalización Equipos Energía formados por chicos y chicas de centros escolares de la ciudad de Heidelberg (Alemania). La implicación del alumnado consigue reducir hasta un 8% los gastos de iluminación y calefacción de las escuelas. 35 Fundación Germán Sánchez Ruipérez, Salamanca, Cuaderno para el profesorado

20 6 Enseñar y aprender el valor de la eficiencia Estas experiencias formativas adoptan la energía y la eficiencia como contenidos curriculares no sólo de orden conceptual. Su aprendizaje procedimental cómo aprovechar la energía y actitudinal el sentido de aprovecharla bien - se puede experimentar asociado a vivencias personales y de grupo sobre el ahorro y la mejora ambiental. Estas dimensiones de orden práctico y relacional hacen referencia a un know how, un saber configurado por hechos y normas en torno a un valor individual y social: la buena gestión, optimizar el aprovechamiento de los recursos - materiales, capacidades de las personas y de los colectivos... - y obtener resultados más satisfactorios. Este significado del término rendimiento incorpora a lo conceptual aspectos cualitativos como es la formación de criterios éticos para la acción -, ampliando la acepción cuantitativa: mejor no siempre es más. En la escuela, experimentar la eficiencia remite a una práctica de la educación ambiental que ha de partir de un reconocimiento: el medio ambiente no es una cosa exterior, alejada; cada sistema de seres vivos en interacción conforma un ambiente. Así, el clima escolar es el ambiente de un colegio, de un instituto, resultado del conjunto de interacciones entre los componentes de la comunidad educativa que ejercen roles determinados y actúan conforme a unas normas explícitas e implícitas. Desde esta orientación, la mejora del ambiente escolar puede abordarse como un contenido curricular promoviendo la participación - una apropiación del ambiente -, para establecer dinámicas dirigidas a hacer más conscientes y flexibles las interacciones entre quienes lo forman y más fluida y significativa su comunicación. Un ambiente donde la participación crece y la comunicación se enriquece, favorece tanto la construcción compartida del conocimiento como el compromiso en pro de la sostenibilidad. Puesto que en cada sistema-ambiente humano el grado de aprovechamiento o desaprovechamiento de los recursos se interioriza, sanciona y confirma socialmente, es decir, en interacción con los otros, una reorganización relacional inducida por el incremento de la participación y el desenvolvimiento de la comunicación, ha de permitir añadir dos nuevas R - Revalorización de los recursos y Relaciones - a las 3R de la educación ambiental antes nombradas y a la 4ªR - Redistribución que se va abriendo camino en los foros de sostenibilidad y equidad. Cuaderno para el profesorado 23

21 7 Las fuentes renovables de energía La información actualizada sobre lo que ya es posible hacer dentro y fuera de la escuela para mejorar el uso de la energía, producir limpio, ahorrar y reducir la contaminación anima a involucrarse en acciones de educación ambiental en un contexto de problemas globales y locales al mismo tiempo, como el cambio climático asociado a la generación de energía mediante combustibles fósiles y al consumo ineficiente y malgastador. El impulso de las iniciativas de ambientalización escolar se fortalece cuando la comunidad educativa maneja argumentos, datos y modelos referenciales que alientan expectativas favorables; informaciones descontextualizadas y prejuicios, las desaniman. Por ejemplo, hace menos de doce años, algunos libros de texto de Educación Secundaria se referían a le energía eólica como...de difícil control y escasa potencia. Este tipo de preconceptos respondían a una visión de las energías renovables como alternativas deseables pero hipotéticas, una aspiración casi quimérica. Afortunadamente, las realidades que nos envuelven los corrigen. Entre estas realidades, destacan las orientaciones de la planificación energética en Europa, que promueven la eficiencia y un fuerte impulso de las energías renovables. Así, en el Plan Energético de Navarra leemos: El Gobierno de Navarra percibe la necesidad de establecer las condiciones adecuadas que propicien el incremento de la aportación de las energías renovables en la estructura energética de Navarra; el desarrollo del tejido industrial ligado a las tecnologías de las renovables; y el apoyo continuado en las líneas de I+D+i en todas las tecnologías renovables, tanto las consolidadas como las emergentes. Uno de los propósitos de este Cuaderno es ofrecer información sobre las energías renovables, sus potencialidades, aplicaciones y ventajas, sin dejar de atender a la reflexión sobre sus retos y soluciones. A ello se dedica este epígrafe. Las fuentes de energía renovables emplean recursos locales gratuitos, no los agotan ni incrementan la emisión de GEI a la atmósfera. Es decir, su implantación no implica unos costes ambientales como los que las energías fósiles externalizan: emisiones contaminantes, residuos, agotamiento... Sin embargo, estas últimas tienen una mayor productividad: el suministro es constante, no depende de fenómenos atmosféricos como el viento, la radiación solar o la lluvia. Cuaderno para el profesorado 25

22 Renovables: energía para la sostenibilidad Con el objetivo de avanzar en la equiparación de la rentabilidad entre unas y otras, distintos marcos regulatorios establecen condiciones favorables para las renovables: precios primados, acceso preferente a la red, exenciones fiscales a la I+D+i, etc. En España están vigentes la Ley del Sistema Eléctrico y el Real Decreto 436/ por el que se establece la metodología para la actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de las renovables régimen especial -. La radiación solar solar fotovoltaica solar térmica solar pasiva termoeléctrica La biomasa generación eléctrica calor biocombustibles El viento eólica Renovables Los ríos y canales de agua minihidráulica Los residuos El calor Las mareas urbanos de la tierra orgánicos maremotriz biogás geotérmica 36 Ministerio de Industria. 12 de marzo de 2004, BOE 27/marzo/ Cuaderno para el profesorado

23 LAS FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA 7.1 Eólica El empuje del viento ha sido aprovechado a lo largo de la historia de la humanidad: en los barcos de vela para pescar, desplazar pasajeros o transportar carga; en los molinos harineros 37 ; en las elevaciones de agua de pozos o en los aerogeneradores eléctricos. Diferentes vientos - en cuanto a orientación, periodicidad e intensidad soplan en distintos lugares del planeta. Su origen tiene que ver con el Sol como la práctica totalidad de las fuentes de energía -: la radiación solar calienta de manera desigual los mares, los océanos y el resto de la superficie de la Tierra, los valles o las montañas, las depresiones o las cordilleras, las zonas de costa o del interior, con más calor cerca del Trópico y menos cerca de los Polos. Esas diferencias de temperatura se transmiten a las masas de aire, provocando corrientes por elevación del aire más caliente. Orientación, adecuación a la velocidad de viento, multiplicación y evacuación son cuestiones técnicas fundamentales a resolver para convertir esta fuerza de la naturaleza en corriente eléctrica. En ellas se han centrado los procesos de I+D+i que han hecho de la eólica la más avanzada tecnológicamente y la más rentable de las renovables. En la década de 1980, en Dinamarca y Estados Unidos, se comenzó a financiar la investigación aplicada en este campo, siendo espectacular el progreso desde entonces. Si en los años 70 del pasado siglo, los aerogeneradores disponibles en el mercado tenían 50 kw de potencia, en 1995 los de mayor potencia alcanzaban 600 kw, y los que hoy se instalan en parques eólicos, diez años después, son de 850, y kw. Este gran desarrollo tecnológico ha llevado a que, a finales del año 2005, hubiera instalados en todo el mundo megawatios de potencia eólica, un 24% más que a finales del año anterior 38. Estos son los países más destacados; entre paréntesis figura la tasa de incremento respecto a Potencia eólica instalada (MW) Extensión (km 2 ) Población (hab) Ratio eólica kw/hab Alemania (+11%) ,223 España (+22%) ,227 Estados Unidos (+36%) ,031 India (+38%) ,004 Dinamarca (+0,2%) ,578 Italia (+52%) ,030 Reino Unido (+52%) ,023 China (+80%) ,001 Holanda (+13%) ,075 Japón (+45%) , El Quijote, la gran novela del siglo XVII ha grabado en el imaginario colectivo la figura del caballero en pos de gigantes que eran molinos de viento. Esos molinos harineros que ahora vemos como tradicionales fueron instalados en La Mancha a partir del año1575, a raíz de una intensa sequía sufrida durante el último tercio del siglo XVI; su modelo provenía de Holanda. La pertinaz batalla del héroe cervantino con cuanta industria energética se ponía a su paso, fuere batán de rotundo resonar nocturno, aceña del río Ebro o molino manchego, pudiera ser expresión de la impresión que esas, para la época, enormes máquinas debieron causar en las mentalidades de las gentes? 38 Fuentes: EWEA, European Wind Energy Association: ; y Global Wind Energy Council: Cuaderno para el profesorado 27

24 Renovables: energía para la sostenibilidad El antes citado Plan de Energías Renovables en España en adelante PER, propone que en el año 2010 España cuente con Megawatios (MW) de potencia eólica instalada. En la actualidad, las Comunidades donde más se ha implantado son 39 : Potencia eólica Extensión Población Ratio eólica instalada (MW) (km 2 ) (hab) kw/hab Galicia ,886 Castilla-La Mancha ,089 Castilla y León ,679 Aragón ,112 Navarra ,550 Estas realidades configuran un mercado específico, donde confluyen promotores, diseñadores de turbinas, mantenedores de aerogeneradores, etc., creando un denso tejido industrial y productivo. El IDAE estima que, en España, hay empleos directos en empresas del sector, y que otros indirectos participan en sus proyectos y desarrollos. Por su parte, el Plan de Energías Renovables - en adelante, PER - estima que el cumplimiento de sus objetivos en eólica llevará aparejada la creación o consolidación de puestos de trabajo entre 2006 y En cuanto a la energía minieólica, también existen aerogeneradores de 1, 5, 10 ó 15 kw de potencia, que aportan una parte del consumo eléctrico en casas y barrios rurales, o bombean aguas subterráneas. 39 Fuente: Comisión Nacional de la Energía. Informe de ventas al Régimen Especial Este año 2006, la aportación de los parques eólicos a la demanda de electricidad ha alcanzado la cifra record del 31% del total, MW, el día 8 de diciembre de 2006, a las 14,30 horas. 28 Cuaderno para el profesorado

25 LAS FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA 7.2 Solar fotovoltaica Es sabido que la corriente eléctrica consiste en ordenar y dar intensidad al movimiento de unas partículas llamadas electrones. En las células fotovoltaicas de silicio cristalino, se crean dos polos mediante la aplicación de sustancias químicas de distinta carga eléctrica. Los fotones existentes en la radiación solar incidente absorbida por las células, excitan el movimiento de electrones entre ambos polos. A su vez, la conexión en serie de varias células fotovoltaicas crea corriente eléctrica en baja tensión, directamente aprovechable en instalaciones particulares de autoconsumo o en lugares alejados de la red eléctrica 43 ; o transformable en electricidad a tensión más alta que será inyectada a la red de distribución y consumo. Las placas solares existentes en el mercado tienen potencias de entre 80 y 120 watios/pico con la máxima radiación solar incidente y producen entre 120 y 140 kwh al año en función de las horas de radiación en el lugar concreto de instalación. Las conocidas como huertas solares 44 instalaciones de cientos de seguidores fotovoltaicos empiezan a ser visibles en el campo, funcionando como complementos de la renta agrícola o como inversión productiva. La energía eléctrica que producen se inyecta a la red y sus titulares amortizan la inversión en un plazo de entre 8 y 10 años. Las líneas de investigación en energía fotovoltaica tienen objetivos como: incrementar el rendimiento de las células rígidas favoreciendo la repetición del efecto fotovoltaico varias veces en distintas capas y minimizando el impacto ambiental de la purificación del silicio; conseguir células flexibles; o, mediante nanotecnología, vincular fotosíntesis y efecto fotovoltaico. El PER propone llegar a los 400 megawatios en actualmente hay 76 MW -. En Navarra, el PEN preve llegar hasta a 60 megawatios partiendo de los 16 MW actualmente instalados. 43 La ONG Energía sin Fronteras desarrolla proyectos de electrificación fotovoltaica en países en vías de desarrollo. 44 En el apartado solar de la web de Acciona Energía puede encontrarse información al respecto. Cuaderno para el profesorado 29

26 Renovables: energía para la sostenibilidad 7.3 Solar térmica El calor de la radiación solar ha tenido numerosos usos tradicionales, por ejemplo en las salinas. Sin él, tampoco sería posible la agricultura. Su utilidad para calentar agua de uso doméstico la que empleamos en el hogar a una temperatura en torno a 45º centígrados es una muy accesible oportunidad de ahorro y eficiencia. Para comprobar que la temperatura del fluido se incrementa con el calor del Sol que absorbe la Tierra, basta con crear el efecto invernadero en una caja con tubos de goma en su interior, llenos de agua, del siguiente modo: pintando de color negro la base y los laterales para que absorban la máxima radiación cerrando con cristal la cara superior orientándola al sur. Mayor será el calentamiento cuanta más perpendicularidad exista entre la superficie absorbente y la radiación incidente: en nuestra latitud, en torno a 43º. El uso de colectores solares domésticos incrementa la autonomía de los usuarios y es recomendable en edificios como los centros escolares en cuyos vestuarios se usa en abundancia agua caliente sanitaria. La energía solar térmica está presente cada vez en más tejados de domicilios y de edificios de uso público: hoteles, hospitales, residencias, polideportivos Distintas ordenanzas y reglamentos constructivos irán generalizando su empleo a lo largo de los próximos años. Numerosas empresas que proyectan, instalan y mantienen colectores han adquirido la pericia y la profesionalidad precisas 40 para atender a clientelas amplias e informadas. En la actualidad hay instalados m 2 de colectores térmicos en Navarra. El PER fija el objetivo de que lleguen a m 2 en Alcanzarlo, supondría que hogares navarros disfrutasen de agua calentada por intervención de la radiación solar. Otra aplicación de la energía solar térmica son las cocinas solares sistemas de concentración parabólica que permiten guisar a temperaturas de más de 120º centígrados alcanzadas en unas 2 horas de exposición al sol radiante. Su utilidad es evidente en lugares donde la deforestación priva de biomasa tradicional a la población, permitiendo a las mujeres liberar una gran parte de la enorme cantidad de tiempo que dedican al aprovisionamiento de leña 41. Y otra más, la pasteurización del agua para beber puede conseguirse mediante energía solar térmica, allí donde no existen potabilizadoras ni energía eléctrica: los rayos infrarrojos elevarán la temperatura del agua contenida en botellas traslúcidas de PET pintadas de negro, hasta los 70º/75º centígrados, desparasitándola El CENIFER Centro Integrado de Formación Profesional en Energías Renovables, en Imárcoain imparte Ciclos Formativos de Grado Superior de mantenimiento e instalación de energías renovables, así como formación de postgrado: -. Ver otras referencias en el anexo De interés en la red. 41 En la web de la Fundación Terra: puede encontrarse información sobre cooperación al desarrollo mediante cocinas y hornos solares para familias y colectividades. Este tipo de cooperación lleva implícita una apuesta por lo que se conoce como perspectiva de género para el desarrollo. 42 En la web de la Fundación Sodis: apoyada, entre otros organismos, por Unicef, se encuentra información al respecto. 30 Cuaderno para el profesorado

27 LAS FUENTES RENOVABLES DE ENERGÍA 7.4 Solar pasiva El aprovechamiento pasivo de la radiación solar no es una fuente de energía renovable, pero es un recurso de ahorro energético y de sostenibilidad ambiental. Mediante una orientación adecuada de los edificios; buenos aislamientos; el empleo en la construcción de materiales de alto coeficiente térmico a ser posible elaborados con materiales autóctonos, evitando costes de transporte, y sin sustancias químicas nocivas ; y unos buenos hábitos de ventilación y regulación de temperaturas, se pueden reducir los consumos de energía en el hogar desde un 30% hasta un 60%, en función de la localización de la vivienda, su estructura, servicios, etc. El nuevo Código Técnico de la Edificación 45 y las Certificaciones Energéticas de los Edificios exigen y/o valoran la aplicación de estas técnicas de construcción bioclimáticas. 7.5 Solar termoeléctrica Esta tecnología aprovecha el calor de la radiación solar, captándolo mediante sistemas parabólicos o de espejos que lo concentran hasta alcanzar altísimas temperaturas que elevan la de un fluido que, en un circuito cerrado de agua genera vapor, cuya presión activa el movimiento de una turbina productora de electricidad. La mayor estación de investigación en Europa se encuentra en Almería 46. El PER propone alcanzar los 405 MW instalados en En Navarra, el PEN considera probable una instalación de 10 MW de potencia. 45 Plataforma Solar de Almería: 46 Ministerio de Vivienda: Cuaderno para el profesorado 31