Renewable Energy and Climate Change (2nd ed.)
Sobre este libro
Renewable Energy and Climate Change, segunda edición, de la autoría del profesor Volker Quaschning y publicada por Wiley en 2019, es uno de los libros de texto universitarios más completos y accesibles disponibles sobre el espectro completo de las tecnologías de energía renovable y su papel central en la prevención del cambio climático catastrófico. Desarrollado originalmente en alemán y posteriormente traducido y ampliado sustancialmente para audiencias internacionales, el libro refleja el doble compromiso de Quaschning con el rigor científico y la comprensión pública amplia, fruto de más de dos décadas de docencia e investigación en sistemas de energías renovables en la Universidad de Ciencias Aplicadas HTW Berlín. El libro comienza con un examen sistemático del sistema energético mundial — su escala, su estructura y el extraordinario grado en que sigue dependiendo de los combustibles fósiles, a pesar de décadas de advertencias de la ciencia del clima.
Quaschning cuantifica la demanda energética actual en los sectores residencial, industrial y del transporte, rastrea el origen de las emisiones de gases de efecto invernadero en los procesos de conversión energética y sitúa estos datos dentro de la trayectoria de aumento de la temperatura global proyectada por la ciencia climática. Este análisis inicial no es alarmista sino precisamente calibrado: el autor establece objetivos numéricos para la descarbonización — la proporción de energías renovables necesaria a mediados de siglo, la tasa anual de reducción de emisiones necesaria para mantenerse dentro de las trayectorias de 1,5°C — proporcionando a los lectores una línea de base rigurosa contra la cual puede evaluarse la contribución potencial de cada tecnología. El tratamiento de la energía solar se encuentra entre los más detallados de cualquier texto introductorio de ingeniería.
Quaschning aborda la física de la radiación solar, los principios de la conversión fotovoltaica y el diseño de ingeniería de sistemas fotovoltaicos conectados a la red y autónomos, incluidos cálculos detallados de dimensionado, métodos de análisis de sombras y criterios de selección de inversores. La tecnología solar térmica — desde colectores de agua caliente doméstica y sistemas integrados en edificios hasta centrales termosolares de concentración (CSP) a gran escala con diseños de canal parabólico y torre de potencia — recibe un tratamiento igualmente exhaustivo, con ejemplos numéricos resueltos. La investigación doctoral y posdoctoral propia del autor en simulación de sistemas fotovoltaicos confiere a los capítulos solares un nivel de precisión técnica que distingue este texto de los tratamientos más generales del tema.
La energía eólica se introduce a través de los principios aerodinámicos que gobiernan la potencia de salida de las turbinas, la caracterización estadística de los recursos eólicos mediante distribuciones de Weibull y la evolución tecnológica desde pequeñas turbinas eólicas distribuidas hasta instalaciones offshore de varios megavatios. El capítulo aborda los desafíos de integración en la red — gestión de la variabilidad, predicción de la energía eólica e implicaciones operativas de la alta penetración renovable — que son preocupaciones centrales en la planificación contemporánea del sistema energético. La biomasa se examina en sus principales vías de conversión: combustión directa, digestión anaerobia para la producción de biogás, gasificación y producción de biocombustibles líquidos, con especial atención a las limitaciones de sostenibilidad que determinan si el uso de la biomasa en el sistema energético ofrece beneficios climáticos reales.
La energía geotérmica, la hidroeléctrica y la energía oceánica reciben capítulos dedicados que evalúan el potencial de los recursos, los niveles de madurez tecnológica y las compensaciones ambientales con característica exhaustividad analítica. El capítulo sobre el hidrógeno — sustancialmente ampliado en la segunda edición para reflejar el rápido interés político e inversor en el hidrógeno verde — aborda la producción de hidrógeno electrolítico a partir del excedente de electricidad renovable, su almacenamiento y transporte, y su papel como vector de descarbonización en sectores de difícil reducción, incluidos la fabricación de acero, la producción química y el transporte pesado de larga distancia. Los capítulos de política y transición energética se basan principalmente en la experiencia europea y alemana para examinar la eficacia de los sistemas de tarifas de alimentación, los estándares de cartera renovable, los mecanismos de subastas, la fijación del precio del carbono y las reformas del diseño del mercado energético.
La segunda edición incorpora datos actualizados sobre las dramáticas reducciones de coste en la energía solar fotovoltaica y eólica registradas durante la última década, proyecciones de capacidad a largo plazo revisadas, y un análisis reforzado de los cambios sistémicos — en infraestructura de red, almacenamiento estacional, programas de respuesta de la demanda y acoplamiento sectorial entre electricidad, calor y transporte — necesarios para alcanzar proporciones muy elevadas de energías renovables. Con su combinación de profundidad técnica, base cuantitativa, encuadre de ciencia del clima y análisis político, este libro es una referencia indispensable para estudiantes y profesionales en ingeniería, ciencias ambientales y política energética.