La Tierra está dotada de una cantidad significativa de tipos de energía primaria y fuentes de agua. Algunas de esas fuentes de energía primaria, tales como los combustibles fósiles y minerales (por ejemplo, el uranio), se van extinguiendo con el tiempo a medida que son extraídas. Otras, como las fuentes de energía renovables, se reabastecen con el tiempo. En contraste, el volumen de agua en el mundo no disminuye ni aumenta. La cantidad de agua en la atmósfera, la tierra y los océanos es básicamente fija. Sin embargo, la disponibilidad y pureza del agua difieren en gran medida con el tiempo y ubicación debido a los patrones de uso y el ciclo hidrológico que mueve al agua por el planeta. Es por ello que la energía y el agua son diferentes en esta importante medida.
Las fuentes de energía primaria son las que se encuentran en la naturaleza. Las fuentes de energía secundaria son las que se deben producir convirtiendo fuentes primarias. Solo hay unas cuantas fuentes originales distintas para los combustibles primarios: la tierra, la luna y el sol. La tierra provee materiales radiactivos usados para aprovechar la energía nuclear y los recursos geotérmicos para calentar y refrigerar. La fuerza gravitacional de la luna provee la fuerza maremotriz que puede ser aprovechada como energía mecánica o eléctrica. Aparte de la energía nuclear, geotérmica y maremotriz, todas las demás formas de energía se originan del sol.
La radiación electromagnética en forma de luz solar puede convertirse en electricidad directamente al ser convertida por medio de paneles fotovoltaicos (PV, en inglés). Además, los espejos que enfocan los rayos solares concentran la energía del sol para calentar el agua, fundir sales u otros fluidos para otras conversiones. Sin embargo, la energía solar crea indirectamente muchas otras formas de energía. Por ejemplo, los ciclos de calentamiento solar y enfriamiento de los continentes y océanos crean las diferencias de temperatura que mueven el viento. El viento mueve las olas, haciendo que la energía undimotriz sea pariente de la energía solar. Además, el sol energiza el ciclo hidrológico global al evaporar el agua de los océanos, lo que eleva el agua a la atmósfera. Por lo tanto, la energía entrelazada con el agua que fluye, tal como la recibida de las represas hidroeléctricas o corrientes de ríos, también son formas indirectas de energía solar. Las diferencias térmicas naturales en el océano entre la superficie cálida y profundidades más frías (conversión de energía térmica oceánica, u OTEC en inglés) y las diferencias en salinidad también se originan con el sol.
La fotosíntesis depende de la luz solar, lo que permite que las plantas crezcan para ser alimento para animales y personas, combustible y fibra. Estos tipos de bioenergía representan la energía solar almacenada con el tiempo como energía química en los enlaces de los materiales vegetales. Los cultivos representan la energía solar almacenada por meses, mientras que los bosques viejos representan la energía solar almacenada por décadas o siglos. Los combustibles fósiles formados de biomateriales viejos entonces representan la energía acumulada por cientos de millones de años.
No siempre es evidente cuando un combustible es una fuente de energía primaria o secundaria. A veces la misma cosa puede ser primaria y secundaria. Por ejemplo, el calor de un ventilador geotérmico se puede considerar como una fuente primaria, pero el calor que emana de la quema de combustible fósil es energía secundaria.
Las fuentes de energía primaria son las que se encuentran en la naturaleza. Estas incluyen los combustibles fósiles (petróleo, gas natural y carbón), uranio, viento que sopla y agua que fluye, biomasa y la energía radiante del sol.
La energía secundaria proviene de transformar la energía primaria e incluye cosas como gasolina y combustibles líquidos, biocombustibles refinados, electricidad, hidrógeno y calor.
Image Credits: SPACE_MICROBE/Shutterstock.com.
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