Transiciones de la energía

El uso de la energía ha cambiado significativamente con el tiempo. La bioenergía, como la madera, fue el tipo de combustible dominante desde tiempos antiguos hasta finales de los 1800. Comenzando con la Segunda Revolución Industrial a mediados de los 1800, aumentó la producción de carbón y petróleo. Los usuarios nacionales e industriales comenzaron a adoptar ampliamente el carbón alrededor de 1850. A su vez, la producción seria de petróleo comenzó en 1859 en Titusville, Pensilvania.

Para 1885, el carbón había sobrepasado a la madera como fuente principal de combustible en los Estados Unidos. Las características superiores del carbón como combustible y la deforestación ocurrida en la zona norte del Medio Oeste y el Noreste de los Estados Unidos contribuyueron a la transición.

En general, el carbón funciona mejor como combustible que la madera. Tiene el doble de la densidad energética que la madera a aproximadamente 23 gigajulios por tonelada métrica de carbón (20 millones de unidades térmicas británicas [Btu] por tonelada) versus aproximadamente 12 gigajulios por tonelada métrica de madera (10 millones de Btu por tonelada), genera menos humo y cenizas, libera menos carbono por unidad de energía y produce temperaturas más altas al quemarse. La producción de metales requiere de altas temperaturas, y las cualidades del carbón establecieron una larga relación entre el carbón y el acero, por lo cual el carbón sirvió de fuente tanto como de calor como de carbono.

Aunque hoy en día se considera dañino para el medio ambiente debido a problemas con la minería, emisiones y desechos, el carbón ayudó a salvar bosques norteamericanos al reducir la velocidad de deforestación. De igual modo, el desarrollo de la industria petrolera ayudó a eliminar la caza comercial de ballenas. Las soluciones a los problemas energéticos de hoy a menudo se convierten en los problemas del mañana.

El uso del petróleo aumentó casi a la misma vez que el de carbón, pero mucho más lentamente. Inicialmente, el consumo de petróleo incluía solo queroseno para alumbrar y poliolefinas para lubricación. Al igual que el carbón, el petróleo se volvió popular porque la fuente convencional de combustible, es decir, las grasas animales para lubricación y aceite de ballena para alumbrar, se hicieron más escasas y costosas.

Mientras que los lubricantes hechos de grasa animal tapaban la maquinaria industrial, los lubricantes a base de petróleo tenían menos fricción y mayor consistencia bajo límites mayores de temperatura y presión operacional. De igual forma, el queroseno prendía por más tiempo y con mayor brillo y menos humo y olor que el aceite de ballena.

Hasta 1950, el uso del petróleo era raro en comparación con el del carbón y la madera en los Estados Unidos. La innovación que trajeron los motores de combustión de los automóviles, que transformó a la sociedad a principios de los años 1900, sirvió como una nueva aplicación para el petróleo que lo convirtió en el combustible dominante que hoy es. Para aplicaciones de transporte, la alta densidad y forma líquida del petróleo, que lo hacen manejable y portátil, resultó en un funcionamiento mucho mejor en términos de potencia y durabilidad que la biomasa, que era el combustible convencional para otros modos de transporte.

Estas transiciones históricas de la madera al carbón al petróleo revelan tres aspectos importantes: las transiciones toman mucho tiempo; las transiciones tienen una tendencia particular hacia la descarbonización; y ha ocurrido un patrón indiscutible de aumento de consumo de energía desde la Segunda Revolución Industrial.

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