Oportunidades de energía renovable en la granja

Resumen

La energía renovable representa una opción importante para los productores agrícolas. Esta publicación presenta tres fuentes de energía renovable que pueden resultar atractivas y económicamente viables para las explotaciones agrícolas: la energía solar, la eólica y los combustibles renovables. No se trata de una guía técnica para diseñar o instalar sistemas de energía renovable, sino más bien de una visión general que brinda información sobre las tecnologías eólica, solar y de combustibles renovables, los costos y ahorros, la planificación del emplazamiento y los incentivos financieros. Al final del texto se incluye una lista de recursos.

Introducción

Las energías renovables —como la solar, la eólica y los biocombustibles— pueden desempeñar un papel clave en la creación de un futuro energético limpio y confiable. Los beneficios son muchos y variados, entre ellos un medio ambiente más limpio. La electricidad suele generarse mediante la quema de combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural. La combustión de estos combustibles libera una variedad de contaminantes a la atmósfera, como el dióxido de carbono (CO₂), el dióxido de azufre (SO₂) y los óxidos de nitrógeno (NOx), que provocan la lluvia ácida y el smog. El dióxido de carbono procedente de la quema de combustibles fósiles es un componente importante de las emisiones de gases de efecto invernadero. Estas emisiones podrían alterar significativamente el medio ambiente mundial y contribuir al calentamiento global.

La energía renovable, por otro lado, puede ser una fuente de energía limpia. El uso de energías renovables para sustituir a los combustibles fósiles convencionales puede evitar la emisión de contaminantes a la atmósfera y ayudar a combatir el calentamiento global. Por ejemplo, el uso de energía solar para abastecer de energía a un millón de hogares reduciría las emisiones de CO₂ en 4.3 millones de toneladas al año, lo que equivale a retirar 850,000 autos de las calles.

Igualmente importante es que las tecnologías de energía renovable contribuyen de manera significativa a las economías locales, generando empleos y manteniendo los ingresos por energía dentro de la economía local.

Esta guía te presentará las tecnologías solares, eólicas y de combustibles renovables. Ten en cuenta que no se trata de una guía técnica para diseñar o instalar sistemas de energía renovable. Para obtener esa información, consulta a un profesional, quien te proporcionará especificaciones técnicas detalladas y demás información necesaria.

Tampoco pretende ser una guía completa de todas las oportunidades de energía renovable disponibles para los productores agrícolas. Entre las opciones que no se abordan aquí se encuentran los generadores hidroeléctricos, la energía geotérmica, los digestores de metano y otros sistemas de energía de «biomasa».

Energía solar

En todo Estados Unidos, la gente está mostrando un interés cada vez mayor en aprovechar la energía solar para sus granjas, hogares y negocios. Estos sistemas te permiten generar tu propia electricidad y calentar agua sin ruido ni contaminación del aire, al tiempo que utilizas un recurso limpio y renovable: el sol.

¿Mi propiedad es apta para la energía solar?

Un sistema de energía solar bien diseñado necesita un acceso claro y sin obstáculos a los rayos del sol durante la mayor parte o todo el día, a lo largo de todo el año. La mayoría de las granjas y ranchos cuentan con techos o áreas abiertas y soleadas que son ideales para la energía solar, y tú mismo puedes realizar una evaluación inicial. Si la ubicación parece prometedora, tu instalador solar o distribuidor de equipos puede determinar si tu hogar o negocio puede utilizar de manera efectiva un sistema de energía solar.

La orientación de tu sistema (la dirección de la brújula hacia la que está orientado) afecta su rendimiento.

En Estados Unidos, el sol siempre se encuentra en la mitad sur del cielo, pero está más alto en verano y más bajo en invierno. Por lo general, la mejor ubicación para un sistema de energía solar es un techo orientado al sur, pero los techos orientados al este o al oeste también pueden ser adecuados. Los techos planos también funcionan bien para los sistemas de energía solar, ya que los módulos solares pueden montarse en posición horizontal sobre el techo, orientados hacia el cielo, o atornillarse a marcos inclinados hacia el sur en un ángulo óptimo. También pueden fijarse directamente al techo como «tejas fotovoltaicas».

Si no se puede utilizar un techo, los módulos solares también se pueden instalar en el suelo, ya sea en un soporte fijo o en un soporte de «seguimiento» que se mueve siguiendo al sol para orientar los módulos. Otras opciones incluyen estructuras de montaje que crean estacionamientos cubiertos o que proporcionan sombra a modo de toldos para ventanas.

Energía fotovoltaica

¿Qué es un sistema eléctrico solar, o fotovoltaico? Los sistemas fotovoltaicos (PV) convierten la luz solar directamente en electricidad. Funcionan siempre que brilla el sol, pero se produce más electricidad cuando la luz solar es más intensa y incide directamente sobre los módulos fotovoltaicos (como cuando los rayos de sol son perpendiculares a los módulos fotovoltaicos). A diferencia de los sistemas solares térmicos para calentar agua, los sistemas fotovoltaicos no utilizan el calor del sol para generar electricidad. En cambio, los electrones liberados por la interacción de la luz solar con los materiales semiconductores de las celdas fotovoltaicas se capturan en una corriente eléctrica.

La energía fotovoltaica te permite generar electricidad —sin ruido ni contaminación del aire— a partir de una fuente limpia y renovable. Un sistema fotovoltaico nunca se queda sin combustible y no aumentará las importaciones de petróleo de Estados Unidos. Muchos de los componentes de los sistemas fotovoltaicos se fabrican aquí mismo, en Estados Unidos. Estas características podrían convertir a la tecnología fotovoltaica en la fuente de energía preferida de Estados Unidos para el siglo XXI.

La energía eléctrica solar resulta muy útil en granjas y ranchos, y suele ser la solución más rentable y de menor mantenimiento en lugares alejados de la línea eléctrica más cercana. La energía fotovoltaica se puede utilizar para alimentar sistemas de iluminación, cercas eléctricas, motores pequeños, ventiladores de aireación, abridores de portones, interruptores de válvulas de riego y alimentadores automáticos de suplementos. La energía eléctrica solar incluso se puede utilizar para accionar algunos sistemas de riego por aspersión.

Los sistemas fotovoltaicos también son sumamente adecuados para bombear agua para el ganado en pastizales remotos, donde no se cuenta con electricidad de la red. La energía fotovoltaica suele ser mucho más económica que la alternativa de extender las líneas eléctricas a estas zonas remotas. Dependiendo de la profundidad del pozo (si lo hay) y del volumen de agua necesario, a menudo se puede instalar un sistema de bombeo sencillo por tan solo 2,500 dólares, incluido el costo de una bomba diseñada especialmente para energía fotovoltaica.

El componente básico de la tecnología fotovoltaica es la «celda» solar. Varias celdas fotovoltaicas se conectan para formar un «módulo» fotovoltaico, el componente fotovoltaico más pequeño que se comercializa. La potencia de los módulos varía entre unos 10 vatios y 300 vatios. Un sistema fotovoltaico conectado o «vinculado» a la red eléctrica cuenta con los siguientes componentes:

• Uno o más módulos fotovoltaicos, conectados a un inversor
• Inversor, que convierte la electricidad de corriente continua (CC) del sistema en corriente alterna (CA)
• Baterías (opcionales) para proporcionar almacenamiento de energía o energía de respaldo en caso de una interrupción o corte del suministro eléctrico de la red.

La electricidad de corriente alterna es compatible con la red eléctrica. Es la que alimenta nuestras luces, electrodomésticos, computadoras y televisores.

Costo/Ahorro

Un sistema fotovoltaico (PV) puede representar una inversión considerable. La rentabilidad dependerá del costo de instalación del sistema, su rendimiento y las tarifas eléctricas locales. Al igual que con cualquier inversión, una planificación cuidadosa te ayudará a tomar las decisiones correctas para tu granja, tu hogar o tu negocio. Antes de decidirte a comprar un sistema fotovoltaico, hay algunos aspectos que debes considerar.

En primer lugar, la energía fotovoltaica (PV) produce electricidad de manera intermitente, ya que solo funciona cuando hay sol. Esto no representa un problema para los sistemas fotovoltaicos conectados a la red eléctrica, ya que la empresa de servicios públicos te suministra automáticamente cualquier cantidad adicional de electricidad que necesites. En el caso de los sistemas fotovoltaicos no conectados a la red, o autónomos, se pueden adquirir baterías para almacenar energía y usarla más adelante. En segundo lugar, si vives cerca de líneas eléctricas existentes, la electricidad generada por sistemas fotovoltaicos suele ser más cara que la electricidad convencional suministrada por la empresa de servicios públicos. Aunque la energía fotovoltaica cuesta ahora menos del 1 por ciento de lo que costaba en la década de 1970, el precio amortizado a lo largo de la vida útil del sistema sigue siendo de unos 25 centavos por kilovatio-hora. Esto es entre el doble y el cuádruple de lo que la mayoría de las personas pagan por la electricidad de sus empresas de servicios públicos. Un programa de reembolsos por energía solar y la medición neta pueden ayudar a que la energía fotovoltaica sea más accesible, pero ninguno de los dos puede igualar el precio actual de la electricidad de la red eléctrica —en la mayoría de los casos—.

Por último, a diferencia de la electricidad que compras mensualmente a una empresa de servicios públicos, la energía fotovoltaica requiere una inversión inicial elevada. Esto significa que comprar un sistema fotovoltaico es como pagar por adelantado años de facturas de luz. Tus facturas mensuales de luz se reducirán, pero el gasto inicial del sistema fotovoltaico puede ser considerable. Al financiar tu sistema fotovoltaico, puedes distribuir el costo a lo largo de muchos años, y los reembolsos también pueden aliviar tu carga financiera.

¿Cuánta energía producirá un sistema fotovoltaico conectado a la red?*
Tamaño del sistema	1 kW	2 kW	3 kW	4 kW	5 kW
Seattle, WA	970	1940	2910	3880	4850
Sacramento, California	1399	2799	4198	5597	6996
Boulder, Colorado	1459	2917	4376	5834	7293
Minneapolis, MN	1286	2571	3857	5142	6428
Des Moines, Iowa	1292	2584	3876	5168	6459
Houston, Texas	1220	2440	3660	4879	6099
Pittsburgh, Pensilvania	1099	2197	3296	4395	5494
Jacksonville, Florida	1286	2571	3857	5142	6428
*Producción anual estimada en kWh/año (fuente: PV WATTS). Un hogar típico consume un promedio de 9,400 kWh al año. Ponte en contacto con tu proveedor de energía para solicitar un informe impreso de tu consumo de energía eléctrica de los últimos 12 meses.

El valor de la electricidad generada por tu sistema fotovoltaico depende de cuánto pagas actualmente por la electricidad y de cuánto te pagará tu proveedor de energía por cualquier exceso de energía que generes. Con la medición neta, la electricidad del sistema fotovoltaico se mide y se devuelve al proveedor, lo que compensa la electricidad que recibes de él. Puedes usar el cuadro de cálculo de esta página para estimar cuánta electricidad producirá tu sistema fotovoltaico y cuánto valdrá esa electricidad. La producción real de energía de su sistema fotovoltaico puede variar hasta en un 20 por ciento con respecto a estas cifras, dependiendo de su ubicación geográfica, el ángulo y la orientación de su sistema, la calidad de los componentes y la calidad de la instalación. Además, es posible que no obtenga el valor total de venta al público por el exceso de electricidad que produce su sistema anualmente, incluso si su proveedor de energía ofrece medición neta. Asegúrate de discutir estos temas con tu proveedor de energía fotovoltaica. Solicita una estimación por escrito de la producción energética anual promedio del sistema fotovoltaico. Sin embargo, aunque una estimación sea precisa para un año promedio, la producción real de electricidad fluctuará de un año a otro debido a las variaciones naturales del tiempo y el clima.

Área necesaria para el conjunto de paneles solares en pies cuadrados
Módulo fotovoltaico Eficiencia (%)	Capacidad nominal del sistema fotovoltaico (vatios)
100	250	500	1,000	2,000	4,000	10,000
4	30	75	150	300	600	1,200	3,000
8	15	38	75	150	300	600	1,500
12	10	25	50	100	200	400	1,000
16	8	20	40	80	160	320	800
Por ejemplo, para generar 2,000 vatios con un sistema que tiene una eficiencia del 12 %, se necesitan 200 pies cuadrados de superficie de techo.

¿Cuánto cuesta un sistema fotovoltaico?

No hay una respuesta única que se aplique a todos los casos. Sin embargo, los reembolsos por energía solar y otros incentivos siempre reducirán el costo. El precio depende de varios factores, entre ellos si tu casa está en construcción y si el sistema fotovoltaico se integra al techo o se instala sobre un techo ya existente. El precio también depende de la potencia nominal del sistema fotovoltaico, el fabricante, el distribuidor y el instalador. El tamaño de tu sistema puede ser el factor más importante a la hora de evaluar la relación entre costos y beneficios. Un sistema de 2 kilovatios que cubra casi todas las necesidades de una vivienda muy eficiente energéticamente probablemente costará entre 8 y 10 dólares por vatio. En el extremo superior, un sistema de 5 kilovatios que cubra por completo las necesidades energéticas de una casa convencional grande puede costar entre 30 000 y 40 000 dólares instalado, o entre 6 y 8 dólares por vatio. Estos precios son estimaciones aproximadas; tus costos dependen de la configuración de tu sistema, las opciones de equipo y otros factores. Tus distribuidores locales de sistemas fotovoltaicos pueden brindarte información más precisa sobre los costos.

Medición neta

Las empresas de servicios públicos están obligadas a ofrecer la medición neta en 40 estados y en el Distrito de Columbia. En la medición neta, al cliente se le factura la electricidad neta comprada a la empresa de servicios públicos durante todo el período de facturación; es decir, la diferencia entre la electricidad proveniente de la red eléctrica y la electricidad generada por el sistema fotovoltaico. Los beneficios de la medición neta para los consumidores son especialmente significativos en zonas con tarifas minoristas de electricidad elevadas. Las empresas de servicios públicos también se benefician porque la energía generada por la energía solar suele coincidir con sus períodos de “pico” de demanda de electricidad.

Para obtener información sobre la medición neta por estado, consulta las «Reglas de medición neta para la eficiencia energética» en laBase de datos de incentivos estatales para las energías renovables y la eficiencia.

Calefacción solar para espacios

Los sistemas solares de calefacción de espacios pueden utilizarse en explotaciones ganaderas, lecheras y otras actividades agrícolas que tengan importantes necesidades de calefacción de espacios. Por ejemplo, en las granjas modernas de cerdos y aves de corral, los animales se crían en edificios cerrados con temperaturas cuidadosamente controladas que ayudan a maximizar su salud y crecimiento. Además, estas instalaciones suelen tener grandes necesidades de ventilación para eliminar la humedad, los gases tóxicos, los olores y el polvo. Los sistemas solares de calefacción de espacios, si están bien diseñados, pueden ayudar a satisfacer ambas necesidades.

Calefacción solar para invernaderos

Los invernaderos solares están diseñados para captar energía solar durante los días soleados y también para almacenar calor para utilizarlo por la noche o durante los períodos en que está nublado. Pueden ser independientes o estar adosados a casas o graneros. Un invernadero solar puede ser un foso subterráneo, una estructura tipo cobertizo o una cabaña Quonset. Los productores a gran escala utilizan invernaderos solares independientes, mientras que las estructuras adosadas son utilizadas principalmente por los cultivadores a escala doméstica.

Los invernaderos solares se diferencian de los invernaderos convencionales en los siguientes aspectos. Invernaderos solares:

• tener ventanas orientadas para recibir el máximo calor solar durante el invierno
• utilizar materiales que almacenen calor para retener el calor solar
• tener una gran cantidad de aislamiento en los lugares donde hay poca o ninguna luz solar directa
• utilizar materiales y métodos de instalación de acristalamiento que minimicen la pérdida de calor
• dependen principalmente de la ventilación natural para refrescar el ambiente en verano

Los invernaderos solares pasivos suelen ser una buena opción para los pequeños productores, ya que representan una forma económica de prolongar la temporada de cultivo. En climas más fríos o en zonas con largos períodos de tiempo nublado, puede ser necesario complementar la calefacción solar con un sistema de calefacción a gas o eléctrico para proteger a las plantas contra el frío extremo. Los invernaderos solares activos utilizan energía complementaria para transportar el aire o el agua calentados por el sol desde las áreas de almacenamiento o recolección hacia otras zonas del invernadero. El uso de sistemas de calefacción fotovoltaica para invernaderos no suele ser rentable, a menos que se produzcan cultivos de alto valor.

Secado solar de cultivos

Los agricultores llevan siglos utilizando el sol para secar los cultivos. Puedes aprovechar esta tecnología simplemente dejando que los cultivos se sequen de forma natural en el campo, o extendiendo los granos y las frutas al sol después de la cosecha. Los secadores solares actuales están diseñados para brindar protección contra insectos, roedores, aves y las inclemencias del clima. Un secador solar básico consta de un recinto o cobertizo, bandejas o rejillas de secado con malla y un colector solar. El diseño de un sistema solar de secado de cultivos no tiene por qué ser complicado: puede ser simplemente una caja acristalada con un interior de color oscuro para captar la energía solar, lo que calienta el aire dentro de la caja. El aire calentado se hace circular luego a través del material de cultivo, ya sea por convección natural o con un ventilador.

Para obtener más información, consulta «Energía solar en la agricultura: recursos».

Calentamiento solar de agua

El calentamiento de agua puede representar hasta el 25 por ciento de los gastos de energía de una familia típica y hasta el 40 por ciento de la energía que se consume en una explotación lechera típica. Un sistema de calentamiento solar de agua con las dimensiones adecuadas podría reducir esos costos a la mitad. El agua caliente también es necesaria para la limpieza de corrales y equipos, así como para una gran variedad de otros usos agrícolas.

Conceptos básicos sobre los calentadores solares de agua

Los sistemas solares de calentamiento de agua utilizan la energía solar para calentar agua o un fluido caloportador —como una mezcla anticongelante de agua y glicol— en colectores que, por lo general, se instalan en el techo. El agua calentada se almacena luego en un tanque similar a los tanques convencionales de agua a gas o eléctricos. Así, cuando se extrae agua del calentador, esta se reemplaza con el agua calentada por energía solar que se encuentra en ese tanque. Algunos sistemas utilizan una bomba eléctrica para hacer circular el fluido a través de los colectores.

Los calentadores solares de agua pueden funcionar en cualquier clima. Su rendimiento varía dependiendo, en parte, de la cantidad de energía solar disponible en el lugar, pero también de la temperatura del agua de entrada. Cuanto más fría esté el agua, más eficientemente funcionará el sistema. En casi todos los climas, necesitarás un sistema de respaldo convencional. De hecho, muchos códigos de construcción exigen que se cuente con un calentador de agua convencional como respaldo.

Tipos de calentadores solares de agua

Existen cuatro tipos básicos de sistemas solares de calentamiento de agua. Estos sistemas comparten tres características comunes: un recubrimiento transparente (por lo general, de vidrio) sobre una superficie oscura para captar el calor solar; uno o dos tanques para almacenar agua caliente; y un sistema de plomería asociado, con o sin bombas, para hacer circular el fluido caloportador desde el tanque hacia los colectores y de regreso.

Los sistemas de drenaje bombean agua desde el tanque de agua caliente a través de los colectores solares, donde se calienta con el sol y luego regresa al tanque. Las válvulas drenan automáticamente el sistema cuando los sensores detectan temperaturas bajo cero.

Los sistemas de drenaje de retorno utilizan una línea de plomería independiente, llena de fluido, para captar el calor del sol. Estos sistemas funcionan exclusivamente por gravedad. Cuando la temperatura se acerca al punto de congelación, la bomba se apaga y el fluido de transferencia se drena de regreso al tanque de almacenamiento solar. Los sistemas de circuito cerrado con anticongelante utilizan una solución anticongelante para funcionar durante los fríos meses de invierno.

Las soluciones anticongelantes se separan del agua de uso doméstico mediante un intercambiador de calor de doble pared.

Los sistemas por lotes tipo «Breadbox» son sistemas pasivos en los que el tanque de almacenamiento también funciona como colector. Se colocan uno o dos tanques de agua, pintados de negro, dentro de una caja bien aislada u otro recinto que cuenta con una pared sur hecha de plástico transparente o vidrio e inclinada en el ángulo adecuado. Esto permite que el sol incida directamente sobre el tanque y caliente un «lote» de agua. Una cubierta aislada puede brindar protección contra las heladas.

Cómo dimensionar tu sistema

Así como tienes que elegir un calentador de agua convencional de 30, 40 o 50 galones, debes determinar el tamaño adecuado del calentador de agua solar que vas a instalar. Para calcular el tamaño de un calentador de agua solar, hay que determinar el área total de los colectores y el volumen de almacenamiento necesario para proporcionar el 100 por ciento del agua caliente de tu edificio durante el verano. Los expertos en equipos solares utilizan hojas de cálculo o programas de computadora especiales para ayudarte a determinar el tamaño del sistema que necesitas.

Los tanques de almacenamiento solar suelen tener una capacidad de 50, 60, 80 o 120 galones. Un sistema pequeño (de 50 a 60 galones) es suficiente para una a tres personas; uno mediano (de 80 galones) es adecuado para un hogar de tres o cuatro personas; y uno grande (de 120 galones) es apropiado para cuatro a seis personas.

Costo/Ahorro

¿Cuánto cuesta un sistema de calentamiento solar de agua? Un sistema de calentamiento solar de agua puede costar entre 1,500 y más de 5,000 dólares. El costo depende de varias variables, tales como:

• la presencia o el tipo de protección contra el hielo
• tamaño de la familia, la empresa o la explotación agrícola a la que se prestará el servicio
• tamaño y tipo de sistema solar
• tipo de techo en el que se instalará el colector
• requisitos del código de construcción
• costos de instalación

Los sistemas solares de calentamiento de agua más económicos no cuentan con protección contra el hielo y son adecuados principalmente para casas de vacaciones de verano. Un proveedor o instalador de energía solar en tu zona puede ayudarte a determinar los costos específicos de tu sistema.

¿Cuánto voy a ahorrar?

Los ahorros que se obtienen con los calentadores solares de agua dependen del clima específico, los costos de los combustibles convencionales y otros factores. Sin embargo, un estudio realizado por el Centro de Energía Solar de Florida (FSEC) concluyó que los calentadores solares de agua podrían reducir los costos de calentamiento de agua hasta en un 85 por ciento al año, en comparación con el costo de un calentador de agua eléctrico. Los plazos de recuperación varían ampliamente, pero se puede esperar una recuperación simple de entre cuatro y ocho años con un calentador solar de agua bien diseñado e instalado correctamente. (La recuperación simple es el tiempo necesario para recuperar la inversión mediante la reducción o el ahorro en los costos de energía.)

Si estás construyendo un edificio nuevo o realizando una renovación importante, los beneficios económicos son aún más atractivos. El costo de incluir el precio de un calentador de agua solar en una nueva hipoteca a 30 años suele oscilar entre $13 y $20 al mes. La parte de la deducción del impuesto federal sobre la renta por intereses hipotecarios atribuible al sistema solar reduce esa cantidad en aproximadamente $3 a $5 al mes. Si su ahorro en combustible supera los $15 al mes, la inversión en el calentador de agua solar resulta rentable de inmediato.

Lo primero es lo primero

Antes de invertir en cualquier sistema de energía solar, resulta más rentable invertir en medidas de eficiencia energética para tu edificio. Tomar medidas para usar menos agua caliente y reducir la temperatura del agua caliente que utilizas disminuye el tamaño y el costo de tu calentador solar de agua. Unos buenos primeros pasos son instalar cabezales de ducha de bajo flujo o limitadores de flujo en los grifos, aislar tu calentador de agua actual y aislar todas las tuberías de agua caliente que puedas ver. También debes asegurarte de que tu sitio cuente con suficiente luz solar disponible para satisfacer tus necesidades de manera eficiente y económica. Tu distribuidor local de equipos solares puede realizar un análisis del sitio para ti o mostrarte cómo hacerlo tú mismo.

Recuerda: Las leyes de zonificación locales o los convenios pueden restringir los lugares donde puedes instalar tus colectores. Consulta con tu municipio y condado para informarte sobre cualquier restricción.

Sé un consumidor inteligente

Toma el mismo cuidado al elegir un calentador de agua solar que el que tendrías al comprar cualquier electrodoméstico importante. Tu mejor protección es considerar únicamente sistemas certificados y con etiqueta de calidad. Una de estas etiquetas la otorga la Solar Rating & Certification Corporation (SRCC), una organización independiente sin fines de lucro formada por funcionarios estatales de energía y defensores de los consumidores para certificar y calificar los calentadores de agua solares.

Averigua si el fabricante ofrece una garantía y, de ser así, qué cubre y por cuánto tiempo. Si el distribuidor al que le compras el equipo cierra, ¿puedes obtener servicio técnico y repuestos del fabricante o de un plomero local?

Asegúrate de que los trabajadores que instalan el sistema estén calificados para realizar el trabajo. En muchos estados, un instalador de calentadores solares de agua debe contar con una licencia de plomería. Pídele referencias al contratista de instalación y verifícalas. Cuando termine el trabajo, pídele al contratista que te explique cómo funciona el sistema para que te familiarices con la instalación. Y asegúrate de que el paquete incluya un manual del usuario con instrucciones de mantenimiento.

Un calentador de agua solar es una inversión a largo plazo que te permitirá ahorrar dinero y energía durante muchos años. Al igual que otros sistemas de energía renovable, los calentadores de agua solares minimizan el impacto ambiental que implica disfrutar de un estilo de vida cómodo y moderno. Además, ofrecen protección frente a los aumentos en los precios de la energía, ayudan a reducir nuestra dependencia del petróleo extranjero y son inversiones en el futuro de todos.

Incentivos financieros

La siguiente información presenta los incentivos financieros federales. Para obtener más información al respecto, así como sobre los incentivos estatales, consulta laBase de datos de incentivos estatales para la energía renovable(DSIRE).

Crédito fiscal para sistemas solares y de pilas de combustible residenciales

Promulgado por la Ley de Política Energética de 2005 (Sección 1335), este crédito se aplica a los sistemas de calentamiento solar de agua, la energía fotovoltaica y las celdas de combustible. El monto del incentivo es del 30 por ciento, con un máximo de $2,000 para la energía fotovoltaica y el calentamiento solar de agua, y de $500 por cada 0.5 kW para las celdas de combustible. (Sujeto a limitaciones de financiamiento.) Fecha de entrada en vigor: 1/1/2006. Fecha de vencimiento: 31/12/2007. Para obtener más información sobre la Ley de Política Energética de 2005 y lo que significa para ti, visita el sitio webdel Consejo Estadounidense para una Economía Energéticamente Eficiente (ACEEE).

Crédito fiscal por energía para empresas

Establecido por la Ley de Política Energética de 2005 (Secciones 1336–1337), este crédito se aplica a las energías renovables, incluyendo el calentamiento solar de agua, la calefacción solar de espacios, la energía solar térmica para generación eléctrica, el calor solar térmico para procesos industriales, la energía geotérmica para generación eléctrica, las celdas de combustible y la iluminación híbrida solar para aplicaciones comerciales e industriales. El crédito fiscal industrial es actualmente del 10 por ciento para la energía geotérmica y la energía solar; desde el 1 de enero de 2006 hasta el 31 de diciembre de 2007, el crédito es del 30 por ciento para la energía solar, la iluminación híbrida solar y las pilas de combustible, y del 10 por ciento para las microturbinas. El crédito para la energía geotérmica se mantiene en el 10 por ciento. El incentivo máximo es de 550 dólares por cada 0,5 kW para las pilas de combustible; 200 dólares por kW para las microturbinas; no se especifica un máximo para otras tecnologías. (Sujeto a limitaciones de financiamiento.) Fecha de entrada en vigor: 1/1/2006. Fecha de vencimiento: 31/12/2007.

Programa de Sistemas de Energía Renovable y Mejoras en la Eficiencia Energética

Este programa federal de subvenciones se aplica a los sistemas de calentamiento solar de agua, calefacción solar de espacios, energía fotovoltaica, energía eólica, biomasa, energía geotérmica eléctrica, bombas de calor geotérmicas, hidrógeno, digestión anaeróbica, combustibles renovables y celdas de combustible en aplicaciones comerciales y agrícolas. Las subvenciones ascienden al 25 por ciento de los costos elegibles del proyecto; los préstamos garantizados son del 50 por ciento de los costos elegibles del proyecto (pendiente). Los montos máximos son de 500 000 dólares por proyecto de energía renovable para las subvenciones y de 10 millones de dólares para los préstamos garantizados. (Sujeto a limitaciones de financiamiento.) Fecha de entrada en vigor: 5 de octubre de 2004. Fecha de vencimiento: 1 de octubre de 2007.

Energía eólica

Cada vez más personas están considerando la energía eólica en su búsqueda de fuentes de electricidad asequibles y confiables. Los pequeños sistemas eólicos pueden contribuir de manera significativa a satisfacer las necesidades energéticas de nuestro país. Aunque las turbinas eólicas lo suficientemente grandes como para proporcionar una parte significativa de la electricidad que necesita una granja o un hogar promedio en EE. UU. suelen requerir un acre de terreno o más, aproximadamente 21 millones de hogares estadounidenses están construidos en terrenos de un acre o más, y el 24 por ciento de la población de EE. UU. vive en zonas rurales. Muchas de estas zonas rurales, especialmente en el oeste de EE. UU., también cuentan con velocidades de viento suficientes para que la energía eólica sea una alternativa atractiva.

En esta sección encontrarás información básica sobre los sistemas eólicos de pequeña escala que te ayudará a decidir si la energía eólica es una opción adecuada para ti. Ten en cuenta que este análisis solo abarca los sistemas eólicos de pequeña escala. Hay otras dos opciones, que no se tratan aquí, que revisten gran importancia para los productores agrícolas: en primer lugar, los propietarios de terrenos en zonas ventosas suelen arrendar tierras agrícolas a desarrolladores que desean instalar turbinas eólicas de gran tamaño o parques eólicos. Estas operaciones «llave en mano», en las que el propietario recibe un pago anual, pueden generar una fuente de ingresos atractiva y, al mismo tiempo, suelen permitir que la agricultura y el pastoreo de ganado continúen en las inmediaciones de las turbinas eólicas. En segundo lugar, los agricultores de algunas regiones del país han formado cooperativas, uniendo sus recursos financieros para comprar y operar sus propias turbinas eólicas de gran tamaño.

¿Por qué debería elegir la energía eólica?

En ciertas circunstancias, los sistemas de energía eólica pueden ser una opción rentable de energía renovable. Dependiendo de tu recurso eólico, un sistema de energía eólica de pequeño tamaño puede reducir tu factura de electricidad, ayudarte a evitar los altos costos que implica extender las líneas eléctricas de la red pública a lugares remotos, prevenir las interrupciones de energía y, además, no contamina.

¿Cómo funcionan las turbinas eólicas?

El viento se genera por el calentamiento desigual de la superficie terrestre por parte del sol. Las turbinas eólicas convierten la energía cinética del viento en energía mecánica que acciona un generador para producir electricidad limpia. Las turbinas actuales son fuentes de electricidad modulares y versátiles. Sus palas están diseñadas aerodinámicamente para capturar la máxima energía del viento. El viento hace girar las palas, las cuales a su vez hacen girar un eje conectado a un generador que produce electricidad.

¿Es la energía eólica una opción viable para mí?

Un sistema eólico de pequeño tamaño puede ofrecerte una fuente de electricidad práctica y económica si:

• Tu propiedad cuenta con un buen potencial eólico
• tu granja, tu casa o tu negocio se encuentra en un terreno de al menos un acre en una zona rural
• si los códigos de zonificación o las cláusulas restrictivas de tu localidad permiten la instalación de turbinas eólicas
• tus facturas promedio de electricidad son de 150 dólares al mes o más
• tu propiedad se encuentra en una zona remota que no cuenta con fácil acceso a las redes de servicios públicos
• te sientes cómodo con las inversiones a largo plazo

¿Hay suficiente viento en mi emplazamiento?

¿Sopla el viento con la fuerza y la constancia suficientes en mi ubicación como para que un sistema de turbina eólica pequeña resulte rentable? Esa es una pregunta clave y no siempre es fácil responderla. El recurso eólico puede variar significativamente en un área de apenas unas pocas millas debido a las influencias del terreno local en el flujo del viento. Sin embargo, hay medidas que puedes tomar y que te ayudarán mucho a responder la pregunta anterior.

Como primer paso, consulta recursos como elCentro Nacional de Tecnología Eólicayel programa «Wind Powering America» del Departamento de Energía (DOE)para calcular el potencial eólico de tu región. Las velocidades medias del viento más altas en Estados Unidos se registran generalmente a lo largo de las costas, en las crestas de las montañas y en las Grandes Llanuras; sin embargo, muchas zonas cuentan con un potencial eólico lo suficientemente fuerte como para que una turbina eólica pequeña sea rentable.

Otra forma de cuantificar indirectamente el recurso eólico es obtener información sobre la velocidad promedio del viento de un aeropuerto cercano. Sin embargo, hay que tener cuidado, ya que las influencias del terreno local y otros factores pueden hacer que la velocidad del viento registrada en un aeropuerto difiera de la de tu ubicación específica. Los datos eólicos de los aeropuertos se miden generalmente a alturas de entre 20 y 33 pies (6 a 10 metros) sobre el suelo. Las velocidades promedio del viento aumentan con la altura y pueden ser entre un 15 y un 25 por ciento mayores a la altura típica del eje de una turbina eólica pequeña —80 pies (24 metros)— que las medidas a la altura de los anemómetros de los aeropuertos. El Centro Nacional de Datos Climáticos recopila datos de los aeropuertos de Estados Unidos y pone a la venta resúmenes de datos eólicos. Los resúmenes de datos eólicos de casi 1,000 aeropuertos de EE. UU. también se incluyen en el Atlas de Recursos de Energía Eólica de los Estados Unidos.

Otra forma útil de medir indirectamente el recurso eólico es observar la vegetación de una zona. Los árboles, especialmente las coníferas o los árboles de hoja perenne, pueden sufrir deformaciones permanentes a causa de los vientos fuertes. Esta deformación, conocida como «flagging», se ha utilizado para estimar la velocidad promedio del viento en una zona. Para obtener más información sobre el «flagging», puede consultar el manual A Siting Handbook for Small Wind Energy Conversion Systems, de H. Wegley, J. Ramsdell, M. Orgill y R. Drake, Informe n.º PNL-2521.

El monitoreo directo mediante un sistema de medición de recursos eólicos en un emplazamiento ofrece la imagen más clara del recurso disponible. Una buena guía general sobre este tema es elManual de evaluación de recursos eólicos. Existen sistemas de medición eólica con costos que van desde los 600 hasta los 1,200 dólares. Este gasto puede ser difícil de justificar o no, dependiendo de la naturaleza exacta del sistema de turbina eólica pequeña propuesto. El equipo de medición debe instalarse a una altura suficiente para evitar la turbulencia generada por árboles, edificios y otros obstáculos. Las lecturas más útiles son las tomadas a la altura del cubo, es decir, la elevación en la parte superior de la torre donde se instalará la turbina eólica. Si hay un sistema de turbinas eólicas pequeñas en tu zona, es posible que puedas obtener información sobre la producción anual del sistema y también datos de velocidad del viento, si están disponibles.

Cuestiones de zonificación

Los productores agrícolas suelen tener mayor libertad que los propietarios de viviendas residenciales en cuanto a lo que pueden hacer en sus propios terrenos clasificados como zona agrícola. No obstante, antes de invertir en un sistema de energía eólica, debes informarte sobre los posibles obstáculos. Algunas jurisdicciones, por ejemplo, restringen la altura de las estructuras permitidas en zonas clasificadas como residenciales, aunque a menudo es posible obtener exenciones. La mayoría de las ordenanzas de zonificación establecen un límite de altura de 35 pies. Puedes informarte sobre las restricciones de zonificación en tu zona llamando al inspector de obras local, a la junta de supervisores o a la comisión de planificación. Ellos pueden indicarte si necesitarás obtener un permiso de construcción y proporcionarte una lista de requisitos. Además de los problemas de zonificación, es posible que tus vecinos se opongan a una turbina eólica que les bloquee la vista, o que les preocupe el ruido. La mayoría de las inquietudes relacionadas con la zonificación y la estética pueden resolverse presentando datos objetivos. Por ejemplo, el nivel de ruido ambiental de la mayoría de las turbinas eólicas residenciales modernas ronda entre los 52 y los 55 decibelios. Esto significa que, si bien el sonido de la turbina eólica puede distinguirse del ruido circundante si se hace un esfuerzo consciente por escucharlo, una turbina eólica de tamaño residencial no es más ruidosa que un refrigerador común.

¿Qué tamaño de turbina eólica necesito?

El tamaño de la turbina eólica que necesitas depende de tu aplicación. Las turbinas pequeñas varían en tamaño desde los 100 vatios hasta los 100 kilovatios. Las turbinas más pequeñas o «micro» (de 100 a 500 vatios) se utilizan en diversas aplicaciones, como la recarga de baterías para vehículos recreativos y veleros. Las turbinas de 1 a 10 kW pueden utilizarse en aplicaciones como el bombeo de agua. La energía eólica se ha utilizado durante siglos para bombear agua y moler granos. Aunque los molinos de viento mecánicos siguen siendo una opción sensata y de bajo costo para bombear agua en zonas con poco viento, los agricultores y ganaderos están descubriendo que el bombeo eólico-eléctrico es un poco más versátil y les permite bombear el doble de volumen con la misma inversión inicial. Además, los molinos de viento mecánicos deben colocarse directamente sobre el pozo, lo que tal vez no aproveche al máximo los recursos eólicos disponibles. Los sistemas de bombeo eólico-eléctrico pueden instalarse donde el recurso eólico sea óptimo y conectarse al motor de la bomba mediante un cable eléctrico.

Tamaños de las turbinas eólicas
Tamaño	Altura	Diámetro
1 kW	30 a 100 pies	4 a 8 pies
10 kW	60 a 120 pies	23 a 25 pies
100 kW	80-120 pies	56-60 pies
Ejemplos. Las dimensiones específicas de los componentes varían según el fabricante.

Las turbinas que se usan en aplicaciones residenciales pueden variar en tamaño desde los 400 vatios hasta los 100 kW (100 kW para cargas muy grandes), dependiendo de la cantidad de electricidad que quieras generar. Para aplicaciones residenciales, debes establecer un presupuesto energético que te ayude a definir el tamaño de la turbina que necesitarás. Dado que la eficiencia energética suele ser más económica que la producción de energía, hacer que tu casa sea más eficiente energéticamente primero probablemente será más rentable y reducirá el tamaño de la turbina eólica que necesites. Los fabricantes de turbinas eólicas pueden ayudarte a dimensionar tu sistema según tus necesidades de electricidad y las características específicas de los patrones eólicos locales.

Un hogar típico consume aproximadamente 9,400 kilovatios-hora (kWh) de electricidad al año (unos 780 kWh al mes). Dependiendo de la velocidad promedio del viento en la zona, se necesitaría un aerogenerador con una potencia nominal de entre 5 y 10 kilovatios (kW) para contribuir de manera significativa a cubrir esta necesidad energética. El fabricante puede proporcionarte la producción energética anual esperada de la turbina en función de la velocidad media anual del viento. El fabricante también te dará información sobre la velocidad máxima del viento a la que la turbina está diseñada para funcionar de manera segura. La mayoría de las turbinas cuentan con sistemas automáticos de control de sobrevelocidad para evitar que el rotor gire sin control en condiciones de vientos muy fuertes. Esta información, junto con la velocidad del viento en tu zona y tu presupuesto energético, te ayudará a decidir qué tamaño de turbina se adapta mejor a tus necesidades de electricidad.

Sistemas conectados a la red eléctrica

En los sistemas conectados a la red, el único equipo adicional que se requiere es una unidad de acondicionamiento de energía (inversor) que hace que la salida de la turbina sea eléctricamente compatible con la red eléctrica pública. Por lo general, no se necesitan baterías. Los sistemas eólicos de pequeña escala pueden conectarse a la red de distribución eléctrica y se denominan sistemas conectados a la red. Una turbina eólica conectada a la red puede reducir su consumo de electricidad suministrada por la empresa de servicios públicos para iluminación, electrodomésticos y calefacción eléctrica. Si la turbina no puede proporcionar la cantidad de energía que necesita, la empresa de servicios públicos cubre la diferencia. Cuando el sistema eólico produce más electricidad de la que requiere el hogar, el excedente se envía o se vende a la empresa de servicios públicos. Los sistemas conectados a la red pueden ser prácticos si se dan las siguientes condiciones:

• Vives en una zona donde la velocidad media anual del viento es de al menos 10 mph (4,5 m/s)
• La electricidad que suministran las empresas de servicios públicos es cara en tu zona (entre 10 y 15 centavos por kilovatio-hora).
• Los requisitos de la empresa de servicios públicos para conectar tu sistema a su red eléctrica no son prohibitivamente caros.
• Existen buenos incentivos para la venta del excedente de electricidad o para la compra de turbinas eólicas.

Las regulaciones federales (específicamente, la Ley de Políticas Regulatorias de Servicios Públicos de 1978, o PURPA) exigen que las empresas de servicios públicos se conecten a los pequeños sistemas de energía eólica y les compren energía. Sin embargo, debes comunicarte con tu empresa de servicios públicos antes de conectarte a sus líneas de distribución para abordar cualquier inquietud relacionada con la calidad de la energía y la seguridad. Tu empresa de servicios públicos puede proporcionarte una lista de los requisitos para conectar tu sistema a la red eléctrica. La organizaciónAmerican Clean Poweres otra buena fuente de información sobre los requisitos de interconexión de las empresas de servicios públicos.

¿Cuánto cuestan los sistemas eólicos?

Una turbina pequeña puede costar entre 3,000 y 35,000 dólares, instalación incluida, dependiendo del tamaño, la aplicación y los contratos de servicio con el fabricante. Una regla general para calcular el costo de una turbina residencial es de 3,000 dólares por kilovatio para sistemas de hasta 10 kW. Los sistemas eólicos más pequeños son más costosos por kilovatio de capacidad instalada. La energía eólica se vuelve más rentable a medida que aumenta el tamaño del rotor de la turbina. Aunque las turbinas pequeñas tienen un costo inicial menor, son proporcionalmente más caras. El costo de un sistema de energía eólica residencial instalado, que incluye una torre de 80 pies, baterías y un inversor, suele oscilar entre los 13,000 y los 40,000 dólares para una turbina eólica de 3 a 10 kW. Aunque los sistemas de energía eólica implican una inversión inicial significativa, pueden ser competitivos frente a las fuentes de energía convencionales cuando se toma en cuenta la reducción o el ahorro en los costos de servicios públicos a lo largo de su vida útil. La duración del período de recuperación —el tiempo que tarda en que los ahorros generados por su sistema igualen el costo del sistema mismo— depende del sistema que elija, el recurso eólico en su ubicación, los costos de la electricidad en su zona y cómo utilice su sistema eólico.

Incentivos financieros

La siguiente información presenta los incentivos financieros federales. Para obtener más información al respecto, así como sobre los incentivos estatales, consulta laBase de datos de incentivos estatales para la energía renovable(DSIRE).

Programa de Sistemas de Energía Renovable y Mejoras en la Eficiencia Energética

Este programa federal de subvenciones se aplica a los sistemas de calentamiento solar de agua, calefacción solar de espacios, energía fotovoltaica, energía eólica, biomasa, energía geotérmica eléctrica, bombas de calor geotérmicas, hidrógeno, digestión anaeróbica, combustibles renovables y celdas de combustible en aplicaciones comerciales y agrícolas. Las subvenciones ascienden al 25 por ciento de los costos elegibles del proyecto; los préstamos garantizados son del 50 por ciento de los costos elegibles del proyecto (pendiente). Los montos máximos son de 500 000 dólares por proyecto de energía renovable para las subvenciones y de 10 millones de dólares para los préstamos garantizados. (Sujeto a limitaciones de financiamiento.) Fecha de entrada en vigor: 5 de octubre de 2004. Fecha de vencimiento: 2007.

Crédito fiscal a la producción de energía eólica

La Ley de Política Energética de 2005 prorroga el crédito fiscal para los sistemas de energía eólica. El crédito fiscal asciende a 1,9 centavos por kilovatio-hora (kWh) para la electricidad generada con turbinas eólicas durante los primeros diez años de operación de un proyecto. (Sujeto a limitaciones de financiamiento.) Fecha de vencimiento: 31 de diciembre de 2007.

Combustibles renovables para el transporte

El transporte representa el 65 por ciento del consumo de petróleo en Estados Unidos y es la principal fuente de contaminación atmosférica. Sin embargo, existen combustibles alternativos seguros y respetuosos con el medio ambiente que pueden sustituir a la gasolina y al diésel, o mezclarse con ellos, para reducir las emisiones tóxicas a la atmósfera. El uso de combustibles renovables también reduce la acumulación de gases de efecto invernadero, la dependencia del petróleo importado y los déficits comerciales, al tiempo que apoya la agricultura local y las economías rurales.

¿Qué son los combustibles renovables?

Los combustibles renovables no se derivan del petróleo, por lo que su combustión es más limpia. Entre los combustibles renovables se incluyen:

Biodiésel: un combustible alternativo al diésel de bajo impacto ambiental, elaborado a partir de aceites vegetales, grasas animales e incluso grasas de cocina recicladas.Etanol: un combustible a base de alcohol derivado de cultivos, generalmente maíz, cebada y trigo. El etanol puede mezclarse con gasolina en diferentes concentraciones. El E85, por ejemplo, es una mezcla compuesta por un 85 por ciento de etanol y un 15 por ciento de gasolina.

La Ley de Política Energética de 1992 (EPAct) exige que las flotas de los gobiernos estatales y federales adquieran vehículos que funcionen con combustibles renovables en tres cuartas partes de sus compras de vehículos ligeros nuevos. Además, las flotas de los proveedores de combustibles renovables sujetas a la EPAct deben adquirir vehículos que funcionen con combustibles renovables en el 90 por ciento de sus compras de vehículos nuevos. Las flotas de los gobiernos locales y las flotas privadas no están sujetas a esta norma, pero el Departamento de Energía de EE. UU. tiene la autoridad para incluirlas en el futuro.

El etanol es un excelente combustible renovable (el estándar es el E85, una mezcla de 85 por ciento de etanol y 15 por ciento de gasolina). Los vehículos de combustible flexible diseñados para usar E85 u otras mezclas de gasolina incluyen sensores de oxígeno modificados y juntas diferentes en el sistema de combustible. Debido a que el etanol tiene menos energía por galón que la gasolina, los vehículos E85 también necesitan tanques de combustible más grandes para mantener la misma autonomía. Los vehículos de combustible flexible E85 se clasifican como vehículos de combustible alternativo, y tanto Daimler-Chrysler como Ford y General Motors ofrecen varios modelos diseñados para usar E85 o gasolina al mismo precio que los modelos que solo funcionan con gasolina. Hoy en día, 92 flotas estatales y de proveedores de combustible alternativo utilizan vehículos de combustible flexible E85 para cumplir con los requisitos de la Ley de Energía (EPAct).

Vehículos de combustible alternativo

Los vehículos de combustible alternativo (AFV) pueden utilizar combustible renovable en lugar de gasolina o diésel. Los AFV varían en tamaño y forma, desde pequeños autos para desplazamientos diarios hasta grandes camiones de 18 ruedas. Varios fabricantes de automóviles ofrecen vehículos ligeros para el transporte personal.

Los vehículos de combustible alternativo (AFV) son ideales para flotas en ciertos mercados «de nicho». Las flotas de taxis, por ejemplo, están compuestas por vehículos de alto kilometraje que recorren rutas bastante centralizadas y podrían beneficiarse del uso de un combustible alternativo más económico, como el gas natural o el propano. Las flotas de reparto locales con bajo kilometraje y los vehículos de uso intensivo que con frecuencia permanecen en marcha lenta en el tráfico o deben arrancar y detenerse a menudo pueden ser buenos candidatos para los vehículos eléctricos. Las aplicaciones de los vehículos de combustible alternativo (AFV) de servicio mediano y pesado incluyen autobuses de transporte público, autobuses de enlace a aeropuertos, camiones y furgonetas de reparto, autobuses escolares, camiones de recolección de basura y barredoras de calles.

Tipos de vehículos blindados (AFV)

Los vehículos Flex-Fuel pueden funcionar con gasolina o, dependiendo del modelo, con metanol (M85) o etanol (E85). Estos vehículos cuentan con un solo tanque y admiten cualquier mezcla de gasolina y el combustible alternativo.

Los vehículos bicombustibles o de doble combustible cuentan con dos tanques: uno para gasolina y otro para gas natural o propano, según el modelo. Estos vehículos pueden alternar entre ambos combustibles.

Los vehículos de uso exclusivo están diseñados para funcionar únicamente con un combustible alternativo. Los vehículos eléctricos son un tipo especial de vehículo de uso exclusivo.

Los vehículos híbridos combinan las mejores características de dos fuentes de energía diferentes, una de las cuales es la energía eléctrica. Hasta que los combustibles alternativos se popularicen de verdad, los híbridos pueden ser una buena opción.

Repostaje

Las estaciones de servicio de combustibles alternativos están ganando cada vez más popularidad en todo el país, a medida que más consumidores e instituciones optan por combustibles limpios. Descubre dónde se encuentran estas estaciones con el Localizador de estaciones de servicio de combustibles alternativos del Departamento de Energía (DOE).

El etanol y los recursos locales

A partir del maíz:En Estados Unidos, el etanol, también conocido como alcohol de grano, se produce a partir del almidón de los granos de maíz de campo. (El maíz de campo se utiliza principalmente como alimento para animales; en 2005, la producción de etanol consumió el 15 por ciento de la cosecha de maíz forrajero). La tecnología moderna de producción de etanol como combustible es muy sofisticada y eficiente, y el proceso es similar al de la elaboración de bebidas alcohólicas. El almidón se convierte en azúcares, los azúcares se fermentan para obtener una «cerveza» y, luego, la cerveza se destila para producir etanol puro. De la producción de etanol de maíz en EE. UU., aproximadamente la mitad se realiza en plantas de molienda húmeda y la otra mitad en plantas de molienda seca. Las primeras suelen ser grandes operaciones que producen etanol junto con una gama de productos alimenticios, como edulcorantes de maíz, jarabe de maíz, aceite de maíz y pienso de gluten. Las segundas suelen ser instalaciones más pequeñas que producen etanol como producto principal y un pienso para animales rico en proteínas, conocido como granos secos de destilería, como coproducto. Las plantas de molienda en seco suelen estar ubicadas en comunidades rurales y, a menudo, son propiedad de agricultores, lo que las convierte en una excelente forma de desarrollar la economía local. En 2005, más de 80 plantas de etanol de EE. UU. produjeron alrededor de cuatro mil millones de galones de etanol. Si bien el etanol representa aproximadamente el tres por ciento del consumo de combustible para automóviles en Estados Unidos, se mezcla en uno de cada ocho galones de gasolina para reducir la contaminación.

El etanol producido a partir del maíz es ligeramente más caro que la gasolina. Sin embargo, para fomentar el uso del etanol, el gobierno federal exime 5,3 centavos por galón de la mezcla con un 10 % de etanol (53 centavos por galón de etanol) del impuesto federal al consumo de combustible, que es de 18,3 centavos por galón. Esta exención, vigente desde 1979, hace que el etanol sea competitivo para su uso como aditivo de combustible. Varios estados también ofrecen incentivos adicionales. Sin embargo, el subsidio federal se ve más que compensado por la reducción de los pagos de apoyo a los precios agrícolas y el aumento de los impuestos sobre el empleo, lo que representa un ahorro neto estimado para los contribuyentes de aproximadamente 3.6 mil millones de dólares al año. El Departamento de Agricultura de EE. UU. atribuye a la venta de maíz para la producción de etanol —unos 600 millones de bushels al año— un aumento en los precios del maíz de entre 25 y 30 centavos por bushel. (El rango de precios típico del maíz de campo es de 1,80 a 2,30 dólares por bushel.)

A partir de otros almidones o azúcares:Incluso los estados con una producción de maíz reducida pueden beneficiarse de la construcción de plantas de etanol. La tecnología convencional de producción de etanol puede procesar cualquier fuente de almidón o azúcar. Si bien el maíz es sin duda la materia prima predominante, las plantas estadounidenses están produciendo actualmente etanol a partir de cebada, sorgo, almidón de trigo, residuos de papa, suero de queso y residuos de cervecerías y de la industria de bebidas.

A partir de la celulosa y la hemicelulosa: Los almidonesy los azúcares constituyen solo una pequeña parte de la materia vegetal. La mayor parte de la mayoría de las plantas está compuesta por celulosa, hemicelulosa y lignina. Sin embargo, la celulosa y la hemicelulosa están formadas por cadenas de azúcares. La tecnología avanzada de bioetanol puede descomponer estas cadenas en los azúcares que las componen y, posteriormente, fermentarlas para obtener etanol. Esto permite producir etanol a partir de prácticamente cualquier material de biomasa. A corto plazo, el etanol probablemente se producirá a partir de materias primas de oportunidad de bajo costo o costo nulo, como los residuos municipales, los desechos del procesamiento de la madera, el bagazo de caña de azúcar, las cáscaras de arroz o la paja de arroz. A mediano plazo, las fuentes de etanol incluirán residuos agrícolas y forestales, como el rastrojo de maíz —una fuente con enorme potencial— o las astillas de madera.

A largo plazo, los agricultores podrían cultivar cultivos energéticos específicos, como el pasto varilla o árboles de crecimiento rápido, exclusivamente para la producción de combustible. Debido a que requiere una tecnología de conversión sofisticada, la producción de etanol a partir de biomasa celulósica es actualmente más costosa que la producción a partir de grano de maíz —especialmente cuando se utilizan materias primas derivadas de desechos o residuos—. Sin embargo, las materias primas celulósicas serían económicas, por lo que los expertos prevén que los costos sean iguales o menores a largo plazo. La tecnología avanzada de bioetanol complementará, en lugar de reemplazar, al etanol de grano de maíz al ampliar considerablemente el suministro potencial de materias primas y hacer que la producción de etanol sea una opción fuera del «Cinturón del Maíz». El Programa Nacional de Biocombustibles del Departamento de Energía de EE. UU. está liderando los esfuerzos para mejorar la tecnología avanzada de bioetanol.

Biodiésel: fácil de producir

Hoy en día, muchos productores agrícolas están analizando detenidamente el biodiésel, por razones relacionadas con la economía, la calidad del aire y la salud. El B100 (biodiésel puro) puede reducir a la mitad las emisiones de monóxido de carbono, hidrocarburos, partículas y otros contaminantes, al tiempo que disminuye en aproximadamente un 90 por ciento el riesgo de cáncer asociado al diésel. Las reducciones de emisiones con el B20 son más o menos proporcionales. El biodiésel incluso reducirá ese humo aceitoso y maloliente que hace que sea tan frustrante quedar atrapado detrás de un camión, un tractor o un autobús. Dado que es biodegradable, el biodiésel es mucho menos dañino que los combustibles diésel derivados del petróleo, en caso de que se derrame al suelo.

A partir de grasas o aceites:El éster metílico de ácidos grasos, conocido comúnmente como biodiésel, se produce al unir alcohol (por lo general, metanol) a aceites o grasas (incluso grasas animales o aceite de cocina usado). El proceso es relativamente sencillo, pero debe cumplir constantemente con las normas establecidas por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) a fin de minimizar el riesgo de dañar los costosos motores diésel.

De una industria en crecimiento:La popularidad del biodiésel está creciendo rápidamente. Según la Junta Nacional del Biodiésel, la producción de biodiésel alcanzó los 75 millones de galones en 2005, en comparación con los 25 millones de galones de 2004. A abril de 2006, hay 65 plantas comerciales de producción de biodiésel en los Estados Unidos, con una capacidad de producción anual combinada de 395 millones de galones al año. Está previsto que otras 50 plantas entren en funcionamiento para fines de 2007 y varias plantas se están ampliando, lo que dará lugar a una capacidad anual combinada de 713 millones de galones.

Además, las industrias de detergentes y ácidos grasos, que suministran ésteres metílicos a la industria del biodiésel y pueden aportar suministros adicionales cuando la demanda crece rápidamente, podrían aportar entre 30 y 50 millones de galones de capacidad, si fuera necesario para satisfacer la demanda.

Cuando se compra a proveedores comerciales, el biodiésel suele ser más caro que el diésel, pero el B20 normalmente cuesta solo entre 8 y 20 centavos más que el diésel común. Aunque por lo general lo utilizan las flotas con abastecimiento centralizado, el biodiésel está cada vez más disponible en las estaciones de servicio de todo el país.

Los agricultores de algunas regiones del país también están logrando producir con éxito su propio biodiésel a partir de aceite usado, que a menudo recogen de restaurantes locales. El costo de este biodiésel «casero» suele ser mucho más bajo que el del diésel convencional.

Incentivos financieros

La siguiente información presenta los incentivos financieros federales. Para obtener más información al respecto, así como sobre los incentivos estatales, consulta laBase de datos de incentivos estatales para la energía renovable(DSIRE).

El gobierno federal ofrece un incentivo de 53 centavos por galón para fomentar el uso del etanol. El combustible con una mezcla de etanol al 10 por ciento goza de una exención de 5,3 centavos del impuesto federal sobre el combustible (que actualmente es de 18,3 centavos por galón).

La Ley de Política Energética de 2005 otorgará un crédito fiscal federal sobre el impuesto especial al biodiésel como incentivo fiscal para los distribuidores de petróleo que mezclen biodiésel con combustible diésel, tanto en el mercado de vehículos de carretera como en el de vehículos fuera de carretera. El incentivo equivale a 1.00 dólares por galón de biodiésel elaborado a partir de aceites vegetales vírgenes (como el de soya) y grasas animales, y a 0.50 dólares por galón para el biodiésel elaborado a partir de aceites reciclados (sujeto a la asignación de fondos).

Los vehículos eléctricos y los vehículos de combustible limpio (incluidos los híbridos de gasolina y electricidad) recién comprados y que cumplan con los requisitos son elegibles para recibir incentivos fiscales federales sobre el impuesto a la renta:

• Los compradores de vehículos híbridos y de diesel de combustión pobre avanzada pueden recibir un crédito fiscal federal de hasta 3,400 dólares. Este crédito tendrá un límite de 60,000 vehículos por fabricante y expirará en 2014. En el caso de los camiones híbridos medianos y pesados, el crédito fiscal expirará en 2009, y en el de los vehículos de diesel de combustión pobre, el crédito fiscal expirará en 2010.

Recursos adicionales

Sociedad Estadounidense de Energía Solar

Energía limpia estadounidense

Programa de Biomasa del Departamento de Energía (DOE)

Programa «Ciudades Limpias» del Departamento de Energía (DOE)

Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable del DOE

Guía para compradores de vehículos del DOE

Programa de Tecnologías Eólicas e Hidroeléctricas del DOE

Centro de Información de la EERE

Centro de Energía Solar de Florida

HybridCenter.org

Consejo Interestatal de Energía Renovable

Consejo Nacional del Biodiésel

Consejo Nacional para el Desarrollo de la Energía Solar

Laboratorio Nacional de Energía Renovable

Servicio Nacional de Información sobre Agricultura Sostenible/ATTRA

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Oportunidades de energía renovable en las granjas
Por Cathy Svejkovsky
Especialista en energía del NCAT
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