Energía y Sostenibilidad

Uno de los retos más difíciles al que nos enfrentamos, es que los métodos vigentes de producción de energía no son sostenibles ni por razones medioambientales ni de recursos. El desarrollo de nuestra futura infraestructura energética debe reflejar esta idea. La demanda de energía aumenta rápidamente y la de electricidad aún más. Por tanto, la electrificación inteligente y el uso racional y económico de la electricidad son factores de gran importancia que permitirán dar respuestas al desafío energético ineludible en el que nos encontramos inmersos.

[Carmen García Gonzalo - INTA]

Uno de los retos más difíciles al que nos enfrentamos, es que los métodos vigentes de producción de energía no son sostenibles ni por razones medioambientales ni de recursos. El desarrollo de nuestra futura infraestructura energética debe reflejar esta idea. La demanda de energía aumenta rápidamente y la de electricidad aún más. Por tanto, la gestión inteligente y el uso racional y económico de la electricidad son factores de gran importancia que permitirán dar respuestas al desafío energético ineludible en el que nos encontramos inmersos.

La electricidad es la forma de energía más versátil y controlable y la que permite una distribución más simple y eficiente. Así, la cadena de la energía eléctrica, desde la generación hasta su consumo final, es un sistema vital que presenta oportunidades de lograr la eficiencia en todos sus aspectos. Pero la energía eléctrica que utilizamos está sujeta a distintos procesos de generación, transformación, transmisión y distribución, ya que no es lo mismo generar electricidad mediante combustibles fósiles que con energía solar o nuclear. Tampoco es lo mismo transmitir la electricidad generada por pequeños sistemas eólicos y/o fotovoltaicos que la producida en las grandes hidroeléctricas, que debe ser llevada a cientos de kilómetros de distancia y a muy altos voltajes.

La configuración actual de las redes eléctricas no ha cambiado prácticamente desde hace más de 100 años. Presentando desventajas por su baja eficiencia energética con el consiguiente impacto ambiental que supone la producción de la electricidad si esta proviene de combustibles fósiles. Este esquema proporciona grandes cantidades de energía a los usuarios finales en todo momento, tanto si lo necesitan como si no. Además, se trata de una relación unidireccional: los consumidores son receptores pasivos y no pueden participar como posibles productores domésticos.

Si consideramos la generación centralizada de electricidad a gran escala, a partir de la utilización de combustibles fósiles y nucleares, hay que tener en cuenta, que de la energía teórica presente en el combustible, se pierden dos tercios cuando se genera y otro 9% en el proceso de la transmisión/distribución, por lo que aproximadamente solo un 30% de la energía primaria consumida para la generación de electricidad se encuentra disponible como electricidad en el punto de uso. Existen tecnologías que pueden desarrollarse para mejorar la eficiencia de la generación térmica en, por lo menos, un 10%, y, al mismo tiempo, para reducir considerablemente las emisiones de las plantas de generación que utilizan combustible fósil (por lo general, con captura y almacenamiento de carbono a gran escala). La generación centralizada de alto rendimiento, incluidas las plantas de energía que emplean recursos renovables, coexistirá con la generación descentralizada de menor capacidad en una gran cantidad de instalaciones.

La generación renovable debe desarrollarse al máximo dado que produce pocos gases de efecto invernadero netos. A continuación, se muestran las tres situaciones posibles relacionadas con las emisiones de CO₂ vinculadas a la electricidad:

1) No hacer nada (“negocios, como de costumbre”), lo que conlleva un calentamiento del clima inaceptable.

2) Utilizar las tecnologías actuales implica generar productos y vehículos más eficientes y ampliar los tipos actuales de generación de energía renovable; también implica un incremento más reducido de las emisiones pero sigue siendo inaceptable.

3) Emplear las tecnologías que se están planeando, pero que no están completamente listas aún. Esta situación abarca innovaciones como las “redes inteligentes”, captura de carbono y sistemas de producción integrados para lograr eficiencia, lo que permite disminuir las emisiones que limitarán de forma suficiente el cambio climático.

En la siguiente figura 1, se reflejan estos efectos, en cuanto al nivel de emisiones de CO₂ en función de las alternativas tecnológicas seleccionadas.

Fig.1:Esquema de los efectos de la utilización de diferentes niveles tecnológicos. Fuente IEC

A nivel europeo, cabe recordar, que el Consejo europeo en marzo de 2007 estableció el denominado “objetivo 20-20-20” según el cual para el año 2020 el conjunto de los Estados Miembros debe haber alcanzado un 20% de reducción de emisión de gases de efecto invernadero respecto a los niveles de 1990, un 20% de aumento en la eficiencia energética y un 20% de presencia de energías renovables en el mix de energía primaria.

En este contexto, es vital avanzar en los proyectos de investigación y desarrollo que versen sobre las tecnologías emergentes que se necesitan para lograr mayor eficiencia energética eléctrica y  menores emisiones. Necesitamos, cada vez más una red inteligente que pueda recibir energía de todas las calidades y de todas las fuentes – tanto centralizadas como distribuidas – y transmitir suministros fiables, bajo demanda, a consumidores de todo tipo. En otras palabras, se busca una red inteligente y que transforme las redes existentes en una red bidireccional donde energía e información fluyen en ambas direcciones entre generación y consumidor.

Por tanto, un área clave donde resulta posible la reducción de una gran parte de las emisiones de gases de efecto invernadero y un aumento posible de la eficiencia es la que contempla las llamadas redes inteligentes o Smart Grids (mencionadas antes), que van a jugar un papel clave para el logro de los objetivos establecidos.

Podemos definir una Smart Grid, como una red que integra de manera inteligente las acciones de los usuarios que se encuentran conectados a ella – proveedores de energía eléctrica, consumidores y agentes que desempeñen ambos papeles- con el fin de conseguir un suministro eléctrico eficiente, seguro y sostenible.

Las redes inteligentes constituirán el armazón del futuro sistema energético sostenible, permitiendo la integración de grandes cantidades de energía renovable producida en tierra y en mar y de vehículos eléctricos, manteniendo al mismo tiempo la capacidad de producción de energía convencional y la adecuación del sistema energético, mejorando la fiabilidad y calidad de suministro, así como, garantizando la seguridad del mismo.

Esta reforma reducirá la factura de la luz, recortará el consumo y dará a los usuarios más información sobre el tipo de energía que usa, e incluso permitirá a los consumidores producir su propia energía y venderla a las compañías distribuidoras. Muchas tecnologías auxiliares se beneficiarán de este gran impulso tecnológico. Entre otras compañías mencionamos las desarrolladoras de software y hardware. El interés del sector tecnológico por este plan está en que existen grandes similitudes entre la actualización de la red de energía y la revolución de las comunicaciones e internet.

 En la siguiente Figura 2, se muestra el esquema general de un Smart Grid.

Fig.2. Esquema general de un Smart Grid. Fuente: Siemens

 Referencias bibliográficas.

-  Smart electrification- The key to energy efficiency. Coping with the Energy Challenge. The IEC’s role from 2010 to 2030.

-  Smart Grids: form innovation to deployment. European Commission

-  La batalla de las redes. Greenpeace

Un consorcio español, liderado por la empresa tecnológica AlgaEnergy y en el que colaboran el Ministerio de Fomento, el CSIC, AENA e Iberia, ensayará la producción de biocarburantes a partir de microalgas en una planta experimental en las proximidades de la Terminal 4 del aeropuerto de Barajas (Madrid).

Ignacio Ballesteros  -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT

Tres importantes agentes de la aviación comercial es España, Iberia, AENA y Repsol, han unido sus fuerzas en un proyecto a largo plazo cuyo objetivo es lograr una alternativa renovable a la dependencia del petróleo de los combustibles empleados en los aviones.

El centro se dedicará a investigar, experimentar y mejorar las tecnologías de captura de CO₂, y para ello utilizará los gases generados en estas instalaciones y en el banco de pruebas de motores de Iberia, así como las aguas residuales generadas en el propio aeropuerto. Además, tanto AENA como Iberia analizarán el comportamiento de la utilización del biocombustible que se obtenga en sus vehículos de plataforma y aeronaves. Dado que el 25% de los costes globales de una compañía aérea se deben al combustible, es importante para la aviación conseguir disminuir la factura energética.

Esta utilización de los biocarburantes está en línea con los objetivos el Libro Blanco del transporte presentado recientemente por la UE, donde se propone que en el año 2050 el 40% de consumo de los aviones sean biocombustibles.

AlgaEnergy es una empresa de base tecnológica que cuenta como accionista a Iberdrola y Repsol, y que aspira a ser referente internacional en aplicaciones comerciales de las microalgas. En la planta experimental de Barajas se ha invertido 600.000 euros donde se prevé poder comercializar la fabricación de bioqueroseno.

El secretario de Estado de Transporte, Isaías Táboas, ha destacado que este proyecto es “paradigmático” para los objetivos de sostenibilidad que se ha marcado el Ministerio de Fomento, que prevé ahorrar 11.000 millones de euros en la factura energética del transporte español en la próxima década y que ha llegado el momento de gestionar las nuevas infraestructuras con criterios de sostenibilidad y eficiencia energética.

La producción de hidrógeno mediante procesos fotocatalíticos es una de las opciones más prometedoras para obtener hidrógeno a partir de la luz solar. Hasta ahora, las investigaciones se han centrado en obtener hidrógeno a partir de agua. Sin embargo, la eficiencia de los fotocatalizadores estudiados para este sistema es muy baja. La reciente publicación en la revista Nature Chemistry de un sistema fotocatalítico de elevada eficiencia para la obtención de hidrógeno a partir de etanol supone un avance importante en este campo.

[Aida Ruiz - Universidad Rey Juan Carlos]

La producción de hidrógeno es un proceso clave para la generación de electricidad en el futuro. Actualmente, el hidrógeno se produce mayoritariamente a partir de combustibles fósiles, siendo necesario desarrollar procesos que no generen emisiones de CO₂. Entre las posibilidades más prometedoras se encuentran los procesos fotocatalíticos con materiales semiconductores que permiten obtener hidrógeno a partir de la luz de sol.

El proceso fotocatalítico implica la excitación de un material semiconductor con fotones cuya energía sea igual o mayor a la diferencia de energía entre la banda de valencia y la banda de conducción de dicho material. Esto produce la excitación de un electrón de la banda de valencia a la banda de conducción generándose un hueco en la primera. Estos pares electrón-hueco pueden recombinarse o bien reaccionar con especies absorbidas. Un fotocatalizador efectivo sería aquel que puede utilizar estos huecos y electrones de manera eficiente. Basándose en este principio se ha propuesto obtener el hidrógeno mediante la disociación fotocatalítica del agua. En la Figura 1 se muestra esquemáticamente el funcionamiento de este proceso.

 Figura 1. Disociación fotocatalítica del agua.

Hasta ahora, la obtención de hidrógeno a partir de luz solar se había basado en el uso de agua. Sin embargo, la eficiencia de los fotocatalizadores estudiados para este sistema no supera en 2,5 %, valor muy alejado del 30 % necesario para su aplicación práctica [1]. Por este motivo, la reciente publicación del trabajo sobre fotocatalizadores para la producción de hidrógeno a partir de etanol en la revista Nature Chemistry de la que se hace eco Europapress supone un avance importante en este campo [2-3]. Los autores de este trabajo han desarrollado un fotocatalizador basado en Au/TiO₂ que es muy activo para la producción de hidrógeno a partir de etanol. Una de las grandes ventajas de este proceso es que el etanol puede producirse a partir de recursos renovables como residuos agroforestales y agrícolas. La reacción global del proceso es la siguiente:

 Los autores encontraron que la presencia del Au es fundamental para que se produzca la reacción porque evita que se produzca la recombinación de los electrones y los huecos. Utilizando un material que contiene entre 2-4 % de Au soportado sobre TiO₂ se puede obtener una producción de hidrógeno de 5 L kg_cat^-1min^-1, siendo el valor necesario para una celda de combustible de membrana polimérica de 15 L min^-1. Las altas tasas de producción de hidrógeno obtenidas en este estudio demuestran que los catalizadores basados en Au son excelentes candidatos para la producción fotocatalítica de hidrógeno y su aplicación en pilas de combustible en sustitución de las reacciones de reformado. Aunque estas últimas todavía presentan producciones de hidrógeno más elevadas, deben realizarse a elevada temperatura, mientras que el proceso fotocatalítico tiene la ventaja de que puede realizarse a temperatura ambiente.

REFERENCIAS

[1]     Navarro, R. M.; Sánchez-Sánchez, M. C.; Alvarez-Galvan, M. C.; del Valle, F.; Fierro. J. L. G. Energy Environ. Sci., 2009, 2, 35–54.

[2]     Murdoch, M.; Waterhouse; G. I. N.; Nadeem, M. A.; Metson; J. B.; Keane, M. A.; Howe, R. F.; Llorca, J.; Idriss, H. Nature Chemistry. DOI: 10.1038/NCHEM.1048, 2011.

[3]     www.europapress.es

En el marco de la conmemoración del centenario de la Universidad Autónoma de México, la UNAM organiza una serie de simposios en donde se abordan diferentes temáticas de fuerte calado en el desarrollo de México. El 7º de estos eventos, celebrado durante el 3 y 4 de mayo, se centró en la transición energética y las energías no emisoras de CO₂. A ella fueron invitados IMDEA Energía y CIEMAT para dar su visión de la evolución de la energía solar. La singularidad del evento radicó en el enfoque dado por sus organizadores (encabezado por el Profesor Claudio Estrada, director del Centro de Investigaciones Energéticas, CIE) que permitió abordar la problemática energética desde diferentes puntos de vista; desde lo puramente técnico a lo social, cubriendo el terreno económico y político.

[José González-IMDEA Energía]

Las inmensas reservas de petróleo encontradas en México han determinado el desarrollo de esta nación, promoviendo una política económica basada en la explotación petrolífera, supeditando cualquier otra forma de producción de energía y marginando las políticas de eficiencia y ahorro energético. Así mismo, se ha generado una importante política de ayudas en combustibles y electricidad de manera que el consumidor final no percibe el gasto real asociado a la producción de estos productos. Esta estructura peligra por la disminución ya probada de las reservas de crudo conduciendo a México a un callejón sin salida dentro de unas décadas. La solución no es trivial teniendo en cuenta el contexto político y social mexicano, acuciado por la inseguridad ocasionada por el enfrentamiento del estado mexicano con los cárteles de la droga y el aumento del desempleo.

Sin embargo, y como muchos países iberoamericanos, este país cuenta con una enorme riqueza en recursos energéticos de carácter renovable hoy en día apenas explotada. A modo de ejemplo cabe señalar que toda la energía eléctrica consumida en el país podría ser satisfecha con la energía solar que llega a 0.14% de la superficie de dos estados de la República Mexicana: Chihuahua y Sonora. También cabe destacar los recursos en eólico y geotérmico (en donde México ocupó un destacado papel en el pasado).

Recientemente, México ha dado un paso adelante en el área de la investigación básica, aplicada y desarrollo tecnológico con la inauguración del Laboratorio Nacional de Concentración Solar y Química Solar (LACYQS), el cual reúne una red de grupos de investigación con el propósito de avanzar en las tecnologías solares. Entre las infraestructuras desarrolladas se encuentran un horno de alto flujo radiativo, una planta solar para el tratamiento fotocatalítico de aguas residuales y un campo de pruebas para helióstatos (Hermosillo Sonora). Los dos primero se encuentran en el Centro de Investigación en Energía de la UNAM en Temixco, Morelos, mientras que el tercero se ha instalado en Hermosillo, Sonora.

Lo dicho, habrá que seguir de cerca la evolución de las renovables en toda Iberoamérica y en México, en particular.

Referencias:

[1] http://www.cienciasyfuturo.unam.mx

[2] Energías Renovables, no. 99, Abril 2011. Número especial Energías renovables en América.

A continuación reproducimos una noticia publicada en El País por D. Santiago Carcar, ya que la consideramos de gran interés.

Las pequeñas instalaciones podrán consumir la energía que producen

SANTIAGO CARCAR | Madrid – Madrid – 09/05/2011  El PAIS.COM

 ¿Puede un ciudadano particular producir energía para cubrir sus necesidades e incluso vender el excedente, si se diera el caso? La respuesta es simple: con la actual regulación, no. Con la futura, que ha tomado la forma de un nuevo proyecto de real decreto y que ya está en manos de la Comisión Nacional de la Energía (CNE), el sueño del autoconsumo y de la independencia de las grandes compañías puede estar más cerca.

El proyecto de real decreto de conexión de redes de baja potencia sustituye, entre otras, a la norma del año 2000 que regulaba la conexión de las instalaciones fotovoltaicas a la red de baja tensión. Establece un procedimiento más ágil para instalaciones de pequeña potencia, por debajo de 10 KV; desarrolla el concepto de “generación distribuida” (una variante del “yo me lo guiso…”) en materia de generación de energía, y elimina trámites burocráticos.

El proyecto se considera un paso adelante por las asociaciones de renovables. Se avanza en el objetivo de que los dueños de pequeñas instalaciones (fundamentalmente paneles solares en tejados) puedan consumir la energía que producen. En la actualidad, el productor (que ha tenido que aportar aval bancario y acordar la conexión con su eléctrica) tiene que volcar la energía que produce a la red. A cambio, recibe una prima. Con la nueva norma se abre una puerta importante al cambio. El decreto contempla el desarrollo de un procedimiento para fijar el “mecanismo de venta”, de forma que el particular pueda calcular el saldo de energía producida y consumida para avanzar en la autosuficiencia.

Pero ningún camino es llano por completo. El proyecto, destacan en el sector de renovables, da un plazo de seis meses para el desarrollo de ese “mecanismo de venta” a partir de la aprobación de la nueva norma. Es mucho tiempo. Tanto que los más recelosos creen que se traslada la responsabilidad de potenciar el consumo frente a las grandes compañías al Gobierno que salga de las próximas elecciones. Greenpeace también ha presentado alegaciones al proyecto. La organización ecologista cree que lograr que cualquier edificio pueda producir y consumir la energía que necesite requeriría acciones más decididas y mejorar el borrador.

Greenpeace pide, como modificación fundamental, “excluir a las instalaciones que se acojan al real decreto de los cupos de potencia que establece el Gobierno”. Como las empresas fotovoltaicas, Greenpeace sostiene que la electricidad producida en estas pequeñas instalaciones alcanzarán pronto la llamada “paridad de red”, es decir, que costará menos la electricidad producida con ellas que la que suministran las eléctricas. Será todo un incentivo al autoconsumo. El sector pide además que se elimine la exigencia de depositar un aval bancario. 

[Patricia Hernández-Fernández, Pilar Ocón-Universidad Autónoma de Madrid]

 Es conocido que la reacción de reducción de oxígeno (ORR) induce grandes pérdidas de eficiencia en las pilas de combustible de membrana polimérica (PEMFC). Para que esta tecnología sea económicamente viable se hace necesario reducir las cargas de Pt tanto en el ánodo como en el cátodo de modo que su contenido no supere los 0.3 mg_Pt/cm². Esta disminución del contenido en Pt de los electrodos está limitada por la baja actividad de dicho metal en la reacción de reducción de oxígeno. Una de las estrategias que se pueden seguir para solventar esta problemática es la búsqueda de nuevos catalizadores activos en dicha reacción.

En este sentido, la teoría del Funcional de la Densidad (DFT) es una herramienta que resulta muy útil en la búsqueda de posibles catalizadores activos para la electroreducción de oxígeno. La DFT es una de las diferentes metodologías que existen dentro del campo de la Química Teórica. Lo que resulta interesante de dicha teoría, y de todos los programas que se basan en ella, es que permite obtener resultados de forma relativamente rápida y, lo más importante, reproduce de forma precisa tendencias. Esta última característica es lo que ha permitido en los últimos años desarrollar todo un conjunto de estrategias para la predicción de nuevos catalizadores activos en diferentes reacciones.

Gracias a la DFT es posible calcular la energía libre de todos los posibles intermedios formados durante la electroreducción de oxígeno como una función del potencial aplicado sobre el electrodo. El gran sobrepotencial que tiene esta reacción puede relacionarse directamente con la transferencia protónica y electrónica de las especies oxigenadas adsorbidas. Teniendo en cuenta diferentes materiales electródicos, pueden establecerse tendencias en su actividad. De esta manera el modelo predice curvas tipo volcán que relacionan la velocidad de la ORR y la energía de adsorción del oxígeno en función del metal utilizado. En la Figura se observa una curva tipo volcán para diferentes materiales metálicos para la reacción de reducción de oxígeno.

Para poder entender este tipo de representaciones es necesario saber que la energía libre cambia durante el proceso de electroreducción, y que los pasos limitantes de esta reacción son la formación de especies OOH y OH (u O) adsorbidas. Conociendo la energía libre de ambos procesos (∆G₁ y ∆G₂), su valor puede tomarse como una medida de la velocidad de la reacción, es decir, cuanto menor sea ∆G más rápido será el proceso. Esta aproximación lleva implícita, la hipótesis de que cualquier otra barrera energética del proceso de electroreducción es igual e independientemente del sistema bajo estudio. Para una superficie dada, los valores que tomen ∆G₁ y ∆G₂ (y consecuentemente, la velocidad de reacción) están relacionados con la estabilidad de las especies OOH y OH adsorbidas sobre dicha superficie. La estabilidad de dichos intermedios puede correlacionarse con la estabilidad de especies O adsorbidas (∆E₀). De este modo, si ∆E₀ toma valores más positivos, las especies OOH se desestabilizan, con lo cual ∆G₁ aumenta mientras que ∆G₂ disminuye porque resulta más fácil romper los enlaces de Pt-OH (y Pt-O). Esta conclusión permite dibujar curvas tipo volcán como la que aparece en la Figura, la cual muestra datos experimentales (símbolos) así como una línea punteada que indica la actividad esperada a partir de los cálculos DFT. Tanto los datos experimentales como el modelo sugieren que una superficie con una energía de enlace, para el oxígeno, entre 0 y 0.4 eV mayor que la del Pt(111) debería tener una actividad en ORR mayor que la del Pt policristal, situándose el máximo en torno a 0.2 eV. Según esto, debe llegarse a un compromiso entre la capacidad de la superficie del material electródico para adsorber oxígeno y la velocidad de la reacción (densidad de corriente alcanzada). Es decir, la energía de adsorción de oxígeno sobre la superficie del catalizador debe de ser los suficientemente alta como para que la reacción pueda llevarse a cabo.

En este sentido los catalizadores Pt₃Y y Pt₃Sc se presentan como una opción prometedora para este tipo de procesos, ya que presentan además de una elevada actividad en la ORR, una gran estabilidad debido a su configuración electrónica. Los cálculos teóricos afirman que la actividad en la ORR del Pt₃Y puede llegar a ser 9 veces superior a aquella alcanzada con Pt. Aun así se requiere investigar nuevos métodos de preparación de estos materiales debido a la dificultad de formar su aleación en forma nanoparticulada.

 Bibliografía: 

1. J. Greeley, I.E.L. Stephens, A.S. Bodarenko, T.P. Johansson, H.A. Hansen, T.F. Jaramillo, J. Rossmeisl, I. Chorkendorff, J.K. Nørskov, Nature Chem. 1 (2009) 552.
2. J.K. Nørskov, T. Bligaard, B. Hvolbæk, F. Abild-Pedersen, I. Chorkendorff, C.H. Christensen, Chem. Soc. Rev. 37 (2008) 2163.
3. J.K. Nørskov, J. Rossmeisl, A. Logadottir, L. Lindqyist, J.R. Kitchin, T. Bligaard, H. Jonsson, J. Phys Chem. B 108 (2004) 17886.

Del 4 al 8 de julio

Director: Guillermo Calleja. Catedrático de Ingeniería Química. Departamento de Tecnología Química y Energética. Universidad Rey Juan Carlos.

Secretaria: Lourdes Vega. Investigadora del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona CSIC. Directora de MATGAS. Directora de I+D de Carburos Metálitcos-Air Products and Chemicals. Coordinadora Científica del Programa CENIT SOST-CO2

 El mayor problema mundial en el campo medioambiental es probablemente el calentamiento atmosférico global, producido por el efecto invernadero que ejercen el CO2 y otros gases emitidos a escala industrial. Las crecientes emisiones de CO2 constituyen una amenaza a la estabilidad climática y ponen en entredicho la sostenibilidad de nuestro sistema energético, al estar directamente relacionadas con el cambio climático.

Así, la actividad humana ha contribuido a acentuar en las últimas décadas el efecto invernadero por el incremento masivo de las emisiones de CO2, producidas sobre todo en la combustión de combustibles fósiles: carbón, petróleo y gas natural. Estas emisiones de origen antropogénico suponen un 70% del total, lo que se considera un serio problema para el que urge buscar soluciones definitivas, particularmente mientras no se tenga resuelta la sustitución de los combustibles fósiles por otras formas limpias de energía que hagan sostenible nuestro sistema.

La Unión Europea ha adoptado una posición de liderazgo en la limitación de las emisiones de gases de efecto invernadero y la lucha contra el cambio climático, apoyando el uso de las energías renovables y proponiendo mejorar sustancialmente la eficiencia energética, a fin de reducir las emisiones de dióxido de carbono. Se pretende que para el año 2020 el consumo energético global en la UE se reduzca en un 20%, que las energías renovables constituyan el 20% del abastecimiento de energía de la UE y que las emisiones de CO2 se reduzcan también en un 20% (objetivos conocidos como “20/20/20”). Todo ello forma parte del denominado  “paquete verde” de la UE (Paquete de Energía y Cambio Climático), cuyos elementos clave son la Directiva sobre energías renovables, la Directiva sobre comercio de derechos de emisión y la Directiva sobre captura y almacenamiento geológico de carbono.

Es por tanto necesario, por un lado, desarrollar técnicas eficientes y fiables de captura y almacenamiento del CO2 en sus lugares de emisión y por otro, buscar soluciones para su transformación y utilización, convirtiendo la visión del CO2 como problema en una nueva opción como recurso aprovechable, abundante y barato. Una nueva concepción de los usos y aplicaciones del CO2, dando salida a la producción masiva del mismo, resulta indudablemente una aportación de gran valor al problema que nos ocupa.

El curso abordará los últimos avances y promesas en la tecnología de captura, transformación y aprovechamiento del CO2, poniendo énfasis en las oportunidades de ampliar los usos del CO2 centradas particularmente en los procesos de crecimiento de biomasa, fotosíntesis, tratamiento de aguas y otras aplicaciones, como por ejemplo, en el campo de la industria alimentaria y la de los nuevos materiales. Participarán como ponentes destacadas personalidades del mundo científico y del sector productivo, con sus diversas perspectivas del problema y aportaciones, al objetivo de convertir el CO2 en un recurso útil, reduciendo la magnitud del problema que genera sus emisiones.

PROGRAMA

Lunes, 4

Reducción de emisiones y captura del CO2

10:30 Apertura-Presentación del curso

Guillermo Calleja

11:00 Vicente Cortés Galeano. Catedrático de la Universidad de Sevilla. Director del Programa de Captura de CO2 de CIUDEN. Plataforma Experimental del Bierzo. León

12:30 Mercedes Maroto-Valer. Profesora de Tecnologías Energéticas. Director del CICCS (Centre for Innovation in Carbon Capture and Storage). University of Nottingham, UK

16:30 Mesa Redonda:

Lourdes F. Vega

Vicente Cortés Galeano

Mercedes Maroto-Valer

Martes 5

Técnicas de captura y almacenamiento del CO2

10:30 Stefano Brandani. Profesor de Ingeniería Química Institute of Materials and Processes School of Engineering. University of Edinburgh, UK

12:00 Andrés Pérez-Estaún. Profesor de Investigación del CSIC. Programa de  lmacenamiento de CIUDEN. Plataforma Experimental del Bierzo. León

16:30 Mesa Redonda

Stefano Brandani

Andrés Pérez-Estaún

Raúl Sanz Martín. Profesor Titular de Ingeniería Química. Universidad Rey Juan Carlos

Miércoles, 6

Transformación y usos del CO2

10:30 Michele Aresta. Director del CIRCC. (Consorcio Nacional de Reactividad Química y Catálisis).

Profesor de Química Inorgánica. Universidad de Bari, Italia

12:00 Sonia Guri Baiget. Coordinadora de Proyecto de materiales para la captura de CO2. Centro de Investigación MATGAS. Barcelona

Jueves, 7

Nuevas aplicaciones y usos del CO2

10:00 Concepción Domingo Pascual. Investigadora. Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Barcelona

12:30 Pedro Ollero de Castro. Catedrático. Departamento de Ingeniería Química y Ambiental. Universidad de Sevilla

16:30 Mesa Redonda

Concepción Domingo Pascual

Pedro Ollero de Castro

María Piera. Abengoa Bioenergía – Nuevas Tecnologías

Viernes, 8

Análisis del ciclo de vida aplicada al aprovechamiento del CO2. Visión desde la administración

10:00 Francesc Castells Piqué. Catedrático de Ingeniería Química Universidad Rovira i Virigili. Tarragona

10:45 Javier Dufour Andía. Prof. Titular de Ingeniería Química. Universidad Rey Juan Carlos.

11:30 Carlos López Jimeno. Director General de Industria, Energía y Minas. Consejería de Economía e Innovación Tecnológica. Comunidad de Madrid.

12:30 Conclusiones del Curso

Guillermo Calleja Pardo

Entrega de diplomas

La encrucijada de la industria nuclear por la crisis radiactiva de Japón coincide con el auge de las renovables. Ya no se trata de ambiciosos planes solo plasmados en un boceto: las renovables empiezan a romper los techos que lastraban al sector hace una década. Su capacidad productiva será cada vez mayor. No es una cuestión medioambiental, sino estratégica.

[Miguel Sánchez Sánchez – CIEMAT]. Resumen del artículo de FERRAN BALSELLS publicado en EL PAÍS el 19/04/2011

En Ramsgate (Reino Unido), se está construyendo el futuro mayor parque eólico marino del mundo. Actualmente esta granja eólica cuenta ya con una decena de los 175 molinos que aportarán 630 megavatios de electricidad a finales de octubre, lo suficiente para abastecer de forma permanente unos 450.000 hogares. La segunda fase del proyecto es la ampliación del parque en otros 60 molinos, que arrancará en 2012 para llegar a los 1.000 megavatios de potencia, el equivalente a una central nuclear instalada en alta mar. El parque costará 2.200 millones de euros aportados por un consorcio que ilustra la madurez que ha alcanzado el sector: el gigante alemán E.ON (30%); la eléctrica danesa DONG, líder en el sector eólico (50%); y Masdar (20%), compañía fundada en 2006 por el Gobierno de los Emiratos Árabes para invertir petrodólares en el desarrollo de grandes proyectos en renovables. Las empresas no se han volcado con el medioambiente pero ya apuestan a lo grande para dominar un sector cada vez más rentable. En el Reino Unido, principal tablero de juego de la energía eólica marina gracias a la escasa profundidad del mar del Norte, los parques marinos generarán 75.000 empleos y supondrán una facturación de 850 millones de euros anuales en 2020, calcula el Gobierno británico que el año pasado ya estrenó el mayor parque eólico actual: Thanet Wind Farm, instalado unos 20 kilómetros al sur de London Array y cuyo centenar de turbinas generan unos 300 megavatios.

Otras fuentes renovables comparten esta misma ambición: Bright Source, un consorcio estadounidense e israelí, invertirá 175 millones de euros para construir un complejo solar en California que en 2013 aportará 390 megavatios; la empresa española Abengoa está construyendo la mayor planta termosolar del planeta en el desierto de Arizona (EEUU), que aportará 280 megavatios; mientras, la misma empresa construye en Abu Dhabi la primera planta de este tipo en Oriente Medio mediante un consorcio con Masdar (60%) y la francesa Total (20%, igual porcentaje que la empresa española). La central estará operativa en dos años y aportará 100 megavatios. La energía termosolar es la única que puede almacenar energía. Aporta estabilidad a la red, por lo que suple las renovables fluyentes como la eólica.

En relación con la eólica marina, gobiernos y empresas tratan de acaparar el mayor trozo de pastel, la primera parte de esta batalla se libra entre los países con acceso al mar del Norte: la profundidad no supera los 45 metros en la mayoría de tramos y es posible fijar turbinas eólicas en el suelo marino incrustándolas con una especie de martillo hidráulico. Aislados y alejados de la costa, estos parques pueden contar con cientos de molinos de grandes dimensiones para aprovechar la mayor fuerza del viento que sopla en las zonas marinas. Reino Unido, Dinamarca, Francia y Alemania prevén llenar esas aguas de ambiciosos parques eólicos capaces de proporcionar 115.000 megavatios de energía en 2020, el equivalente a más de un centenar de plantas nucleares.

España, por el momento, deberá esperar: el mayor productor de energía eólica de Europa -en 2010 superó a Alemania a pesar de que el país germano tiene más potencia eólica instalada- prevé construir grandes parques en toda la costa gallega y el resto del Cantábrico pero todavía no en el Mediterráneo. La mayor profundidad de las aguas dificulta la instalación, mientras las eléctricas ya ensayan sistemas de sujeción en el lecho marino mediante una especie de islas flotantes. Muchos expertos creen que España no producirá un solo kilovatio marino antes de 2017 o 2018.

Las compañías españolas, por su parte, se mueven con mayor presteza que el Ejecutivo español y pugnan con relativo éxito por obtener grandes proyectos alrededor del mundo. Abengoa, líder en termosolar, está planificando plantas en tres continentes. Iberdrola Renovables, a través de su filial ScottishPower y a medias con la sueca Vattenfall, se adjudicó un contrato para instalar parques marinos frente a las costas de Reino Unido a partir de 2015 con una inversión prevista de 20.000 millones de euros y la posibilidad de aportar hasta 7.200 megavatios. Gamesa, empresa vasca líder en aerogeneradores, también intuye donde está el negocio: en enero anunció que prevé trasladar el centro mundial de su negocio eólico marino a Reino Unido. Para este Gobierno supondrá ganar una inversión de 150 millones y unos 150 puestos de empleo, los mismos que pierde España.

La eólica marina está tomando rumbo de crucero pese a que conserva varios puntos débiles: las compañías todavía trabajan en un método que permita acumular este tipo de energía -en la actualidad, la que no se consume en el momento de ser producida, se pierde-. Los parques marinos también distan de alcanzar una disponibilidad similar a la de las nucleares, casi operativas entre el 80% y el 90% del tiempo. El mantenimiento que requieren estos parques, la necesidad del viento para operar y los problemas de los técnicos para acceder a las turbinas en situaciones meteorológicas adversas explican el dato aparentemente bajo de parques marinos.

Con la energía eólica ya en plena madurez y la eólica marina en fase de expansión, los expertos en renovables vuelven su mirada hacia las olas: la energía undimotriz, que transforma el movimiento del oleaje en energía, se divisa a medio plazo como una fuente capaz de revolucionar el actual esquema energético. Las olas generan un movimiento constante y relativamente fácil de aprovechar cuando se desarrolle la tecnología necesaria. La explotación comercial de esta energía puede cambiar muchas cosas según algunos expertos que calculan que esta energía lleva unos 10 años de retraso respecto a la eólica. La UE, por su parte, calcula que las olas poseen potencial para suministrar electricidad a 11 millones de casas. Un centenar de empresas alrededor del mundo se hallan realizando ensayos pero la mayor red de generadores marinos se concentra en Cornualles, frente a la costa británica. Varias compañías han instalado unas 175 boyas con hélices que se impulsan mediante las olas y trabajan en tres proyectos para construir plantas experimentales capaces de generar unos 50 megavatios.