Archivo de febrero, 2012

¿Es posible llegar algún día a descarbonizar el transporte?

El sector del transporte constituye en España, con un 41% de la demanda energética de uso final, la asignatura pendiente en la consecución de los objetivos de descarbonización mas allá del año 2020. Los esfuerzos centrados hasta ahora en este sector en la producción y uso de biocarburantes no resultará suficiente y se está proponiendo desde la Comisión Europea una Hoja de Ruta 2050 que potenciará la descarbonización por diversas vías. Entre ellas se destacan el uso del gas natural o de combustibles no convencionales, con el consiguiente desarrollo tecnológico de procesos de descarbonización de los mismos, así como la producción de combustibles sostenibles y el impulso del vehículo eléctrico.

[Autor: Manuel Romero-IMDEA Energía]

Descarbonización del transporte más allá de los objetivos de 2020

A pesar del rápido crecimiento de la utilización de las energías renovables y el gas natural, y del mantenimiento del uso del carbón en amplias zonas del mundo, el petróleo se seguirá conservando como la fuente energética predominante en las próximas décadas, con más de un 30% del total del consumo mundial previsto en 2030 por la propia Agencia Internacional de la Energía [1]. Sin duda el desmedido papel que juega el petróleo en el sector del transporte resulta una de las asignaturas pendientes en todos los programas de impulso de energías limpias. Hasta ahora los programas de incentivación de las energías renovables han tenido un relativo éxito en la contribución de tecnologías como la eólica o la solar en el sector de la generación de electricidad.  Así, en el caso de España, se reconoce que la presencia en el sector eléctrico es ya muy significativa. En su avance del informe 2011 sobre el sistema eléctrico español, Red Eléctrica de España recoge que el conjunto de las energías renovables han cubierto el 33 % de la demanda [2]. Dato éste muy relevante, en un año que además se caracterizó por un importante descenso de la generación de energía hidráulica y por una menor eolicidad que el año 2010. La energía eólica, no obstante, destacó entre todas las renovables con un 16% de cobertura del total de la demanda, seguida de la hidráulica con un 11%,  y después 3% la fotovoltaica, 2% la térmica renovable y 1% la solar termoeléctrica. Sin embargo las cifras en el transporte son muy inferiores. La participación renovable, fundamentalmente centrada en el uso de los biocarburantes, ha tenido un crecimiento modesto. El consumo de biocarburantes (biodiesel y bioetanol) supuso en 2010 un 5% del consumo total de combustibles de automoción, y el actual Plan de Energías Renovables PER 2011-2020 fija como objetivo de penetración de los biocarburantes un 10% en el horizonte del año 2020 [3] .

Fuentes de Eurostat muestran que un 33% del consumo de energía final en el año 2009 en la UE estuvo en el sector del transporte, por encima del consumo en la industria (24%) y el consumo en los hogares (27%). Es por tanto el ámbito de consumo donde más queda por hacer en la sustitución de combustibles fósiles y en la reducción de emisiones. Aunque el consumo doméstico e industrial se han venido manteniendo bastante estables desde comienzos de los 90, en el entorno de los 300-320 Mtep cada uno, en el caso del transporte se  ha pasado en el mismo periodo desde los 270 a los 370 Mtep, con un crecimiento del 31%. Solo la crisis económica ha frenado estas tendencias desde el año 2009. En el caso de España, como se puede observar en la Figura 1, el transporte ha ido creciendo progresivamente y en la actualidad representa un 41% de la demanda de energía primaria. Las previsiones son que en el año 2020 siga representando un 41% del total, a pesar del impulso que recibirán las políticas de eficiencia energética y los biocarburantes.

 

Figura 1. Evolución de la demanda sectorial de energía final en España (Datos Ministerio de Industria, Energía y Turismo).

Nos encontramos en plena discusión en Europa sobre cuales han de ser las líneas maestras (Hoja de Ruta) en Energía con el horizonte del año 2050. El pasado 15 de diciembre de 2011, la Comisión Europea realizó una Comunicación denominada “Energy Roadmap 2050” por la que adopta un compromiso de reducción de emisiones de efecto invernadero del 80-95%, por debajo de los niveles del año 1990, para el año 2050. Estos objetivos suponen la continuación del camino establecido en la estrategia Energía 2020 actualmente en vigor, y suponen duplicar en términos porcentuales la descarbonización en Europa con respecto a lo que se alcanzará en 2020.

Entre las apuestas estructurales de esta Hoja de Ruta, cabe entresacar dos aspectos muy relevantes con implicaciones para el transporte. En primer lugar se asume un papel cada vez más dominante de la electricidad en el uso final. Se espera que el porcentaje de consumo final en forma de electricidad pase del 22% actual al 36-39%, lo que favorecerá sin duda el incremento del parque de generación eléctrica renovable, la producción eléctrica sin emisiones asociadas y la penetración del vehículo eléctrico. El segundo aspecto a destacar es que en la estrategia de transición hasta llegar al año 2050 se cuenta con una papel clave del gas natural al menos hasta el año 2035 en sectores cada vez más diversificados. La descarbonización de metano y de fuentes de gas no convencionales serán priorizados en este contexto, así como la generación de combustibles para el transporte más sostenibles, toda vez que el uso de los biocarburantes por sí solo no puede resolver las cifras de demanda en el transporte antes mencionadas.

La investigación y el desarrollo tecnológico ligados a la implantación de las energías renovables y limpias, deberán por tanto ser sensibles y poner un especial énfasis de la llamada “low-carbon economy”. El Instituto IMDEA Energía viene otorgando una alta prioridad a estos temas dentro de su programa de trabajo desde su reciente creación en el año 2007, siendo líneas estratégicas de investigación la descarbonización catalítica de diversos combustibles, la producción de combustibles solares y el desarrollo de sistemas de almacenamiento electroquímico para el transporte. Estas líneas de investigación se completan con otras muy relacionadas asimismo con el transporte como la integración de la recarga de vehículos eléctricos en redes inteligentes y el análisis de sistemas energéticos para el transporte.

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Referencias

[1]                 IEA (2010) Energy Technology Perspectives 2010 – Scenarios and strategies to 2050. ISBN 978-92-64-08597-8.

[2]                 REE (2012) El sistema eléctrico español. Avance del informe 2011. http://www.ree.es

[3]                 IDAE (2011) Plan de Energías Renovables 2011-2020.  http://www.idae.es

[4]                 Ministerio de Industria (2011) La energía en España 2010-2ª edición. ISBN: 978-84-15280-08-8. http://www.minetur.es

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Biodiésel o green diésel, ¿alternativas al diésel convencional?

La sociedad actual tiene una fuerte dependencia de un recurso que tarde o temprano se terminará agotando, el petróleo. En este sentido, el biodiésel y el green diésel se postulan como posibles alternativas renovables para sustituir parcialmente al diésel convencional.

 Autora: [Cristina Ochoa Hernández – Instituto IMDEA Energía]

El petróleo es un recurso de origen fósil y agotable que constituye la principal fuente de energía primaria y de productos químicos a nivel mundial. Actualmente, se requieren más de 80 millones de barriles diarios de petróleo para satisfacer las necesidades globales de consumo, previéndose alcanzar cotas superiores en los próximos años. La mayor parte del crudo extraído (70-80%) está destinado a cubrir la elevada demanda del sector del transporte, la cual constituye casi una tercera parte de la energía total consumida en el mundo. Esta fuerte dependencia energética y el aumento del parque automovilístico mundial es lo que provoca la necesidad de fomentar el uso de combustibles alternativos.

 En este sentido, el biodiésel es el segundo combustible líquido de origen renovable usado más ampliamente con una producción anual de 1,6 · 1010 L (2009). Las materias primas utilizadas, para su producción de manera convencional, proceden de plantas oleaginosas (con alto contenido en triglicéridos) que compiten con la alimentación humana y/o contribuyen a la destrucción masiva de la selva, tales como la canola y la soja en USA, la palma en Malasia y la colza en Europa. Para evitar la situación comentada con anterioridad, se está intentando buscar alternativas como el uso de aceites usados, el de jatropha y, más recientemente, aquél que se extrae de las algas.

 El proceso de producción del biodiésel consiste en hacer reaccionar los triglicéridos (50-80 ºC) con un alcohol ligero (metanol o etanol) en presencia de un catalizador básico para obtener una mezcla de ésteres metílicos o etílicos (biodiésel) y, como subproducto, glicerina. El biocombustible obtenido de esta manera presenta bajo contenido en azufre, una viscosidad similar a la del diésel, no es ni inflamable ni explosivo, es biodegradable y disminuye las emisiones de monóxido de carbono, así como la presencia de hidrocarburos no quemados en los gases de combustión y la emisión de partículas sólidas. Por otro lado, aumenta las emisiones de NOx y es ligeramente corrosivo por lo que puede dañar las gomas y otros componentes del motor de un vehículo, si no está preparado para tal fin. Por este motivo, el biodiésel suele comercializarse en forma de mezcla con el diésel. De esta manera, un B20 tendrá un 20 % v/v de biodiésel y un 80 % v/v de diésel. Actualmente, en Europa se pueden encontrar mezclas de hasta un 30 % v/v en biodiésel (B30) pero sólo hasta el 7 % v/v de biodiésel puede ser añadido al diésel (B7) y ser usado en los motores convencionales sin que se requiera modificación alguna en los mismos. De hecho, el diésel convencional suele suministrarse mezclado con biodiésel debido a que el porcentaje incorporado es inferior al 7 % v/v y no supone ningún riesgo el uso del mismo. Otro factor a considerar es que la densidad energética de un carburante disminuye con el aumento de la presencia de oxígeno, por lo que el biodiésel (el cual presenta dos átomos de oxígeno en su estructura) posee menos energía por unidad de volumen que el diésel, como puede observarse en la Tabla 1.

Tabla 1. Comparación de propiedades entre el diésel, biodiésel y green diésel.

 

Otra manera de obtener un combustible de origen renovable con características más similares al diésel, sería eliminando de los triglicéridos aquello que le proporciona peores propiedades, es decir, el oxígeno. De esta manera, si se hace reaccionar el aceite con hidrógeno, el triglicérido es hidrogenado y fragmentado en varios intermedios (monoglicéridos, diglicéridos y ácidos carboxílicos) los cuales son convertidos posteriormente en parafinas e isoparafinas mediante tres posibles procesos: decarboxilación, decarbonilación e hidrodesoxigenación. Además, se producen como subproductos propano, agua, monóxido de carbono y dióxido de carbono. Si la presión parcial de hidrógeno es lo suficientemente elevada, el monóxido de carbono y el dióxido de carbono pueden ser metanizados, obteniéndose metano como otro subproducto de la reacción. Este proceso de hidrotratamiento implica trabajar con elevadas presiones de hidrógeno (20-70 bar), temperatura de reacción moderada (300 – 350 ºC) y la presencia de catalizadores metálicos. De esta manera se obtiene como producto final un combustible denominado, entre otras muchas formas, green diésel o HVO el cual puede ser mezclado con el diésel sin mermar su poder calorífico. Aunque las propiedades que presenta son muy semejantes a las diésel, también posee ciertas limitaciones como una baja lubricidad o malas propiedades en frío, que pueden ser solventadas incorporando aditivos, o bien, mezclándolo con el derivado de petróleo.

 Comparando los procesos mencionados con anterioridad, puede observarse en la Figura 1 que ambos utilizan materias primas ricas en triglicéridos (aceites vegetales) pero difieren en los reactivos utilizados (metanol frente hidrógeno), los subproductos generados (glicerina frente propano) y el producto final (ésteres metílicos frente a parafinas e isoparafinas). Además, el proceso de obtención del biodiésel requiere de unas condiciones menos severas de reacción y, por tanto, de unos menores costes operacionales. Sin embargo, las condiciones usadas en el proceso de hidrotratamiento son muy similares a las que se usan en las unidades de hidrodesulfuración (HDS), lo que facilita la posibilidad de alimentar una mezcla de triglicéridos y fracciones del petróleo en las refinerías ya existentes. Este hecho implica un menor coste de implantación y constituye una ventaja importante sobre el proceso de fabricación del biodiésel.

 

 Figura 1. Comparativa entre el proceso de obtención del biodiésel y del green diésel.

 Aun así, habrá que esperar cierto tiempo para saber si finalmente alguno de los procesos se impone por encima del otro o aparecen nuevas tecnologías que permitan disminuir, a corto-medio plazo, la dependencia existente del petróleo.

 [1] J.C. Serrano-Ruiz, E.V. Ramos-Fernández and A. Sepúlveda-Escribano, Energy Environ. Sci., 2012, 5, 5638-5652. DOI 10.1039/c1ee02418c

[2] N.N.A.N. Yusuf, S.K. Kamarudin, Z. Yaakub, Energy Conv. & Mgmt., 2011, 52, 2741-2751. DOI 10.1016/j.enconman.2010.12.004

[3] A. Macor, F. Avella, D. Faedo, Appl. Energy, 2011, 88, 4989-5001. DOI 10.1016/j.apenergy.2011.06.045.

[4] M. Lapuerta, M. Villajos, J. R. Agudelo, A. L. Boehman, Fuel Proc. Technol., 2011, 92, 2406-2411. DOI 10.1016/j.fuproc.2011.09.003.

[5] http://www.clh.es/GrupoCLHCastellano/Clientes/EspecificacionesProductos/ Acceso Febrero 2012.

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Nuevo proceso para producir diesel a partir de algas

Los biocombustibles se presentan como una alternativa a los combustibles fósiles debido a su carácter renovable y a su menor impacto ambiental. Investigadores de la Universidad Técnica de Munich han desarrollado un nuevo proceso catalítico que permite la conversión efectiva de los aceites procedentes de microalgas en hidrocarburos en el rango diesel.

  Autor:  [R.M. Navarro – Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (CSIC)]

 En los últimos años, los aceites derivados de las microalgas atraen una considerable atención derivada de su posible utilización como combustibles bio-renovables. Las microalgas se consideran interesantes en este contexto ya que poseen un elevado contenido en aceites (hasta un 60% en peso), un rápido crecimiento (entre 10 y 200 veces más rápido que los cultivos terrestres como la soja y la colza)  y no compiten directamente con la producción de alimentos.

 En la actualidad existen tres aproximaciones para la conversión de los aceites derivados de algas en combustibles: (1) transesterificación con metanol de los ácidos grasos contenidos en los aceites para obtener ésteres (biodiesel de primera generación); (2) procesado de los aceites según un procedimiento de refino conocido como hidrotratamiento, que consiste en someter esos aceites a una reacción química con hidrógeno, catalizador (catalizadores basados en sulfuros de NiMo y CoMo) y alta temperatura, y que da lugar a unos hidrocarburos similares a los derivados del petróleo y, (3) un tercer procedimiento conocido como hidro-reformado, para la transformación de los aceites en hidrocarburos mediante la eliminación de los grupos oxigenados con el uso de catalizadores (PtRe/ZSN5) hidrógeno y alta temperatura. Cada uno de los procedimientos anteriores de transformación los aceites poseen algunos inconvenientes que limitan su utilización, por ejemplo el diesel procedente de la transesterificación posee un contenido en oxígeno elevado y pobres propiedades fluido-dinámicas que limitan su aplicabilidad como combustible, los combustibles obtenidos por hidrotratamiento pueden contener azufre procedente de los catalizadores, mientras que los procesos de hidro-reformado aún no alcanzan rendimientos adecuados.

Para superar las limitaciones que ofrecen los procesos de hidrotratamiento aplicados a los aceites, los investigadores de la Universidad de Munich han desarrollado un catalizador alternativo para el hidrotratamiento que permite la obtención de hidrocarburos en el rango diesel con elevado rendimiento1. Los investigadores proponen un nuevo catalizador basado en Ni soportado sobre zeolita HBeta que permite la conversión cuantitativa del aceite de microalgas en hidrocarburos dentro del rango diesel en condiciones suaves de temperatura y presión. En el estudio, los investigadores trataron aceites de microalgas compuestos por lípidos neutros, como mono-, di- y triglicéridos, con ácidos grasos insaturados C18 como principal componente (88%). El tratamiento del aceite con el catalizador  durante 8 h a 280ºC y una presión de 40 bar de H2 consiguió la conversión del 78% del aceite en alcanos líquidos con un elevado rendimiento para la formación de compuestos dentro del rango diesel (C18). El análisis del mecanismo de reacción mostró que la transformación de los aceites transcurre a través de un mecanismo bifuncional en el que participan tanto el Ni  como  el soporte zeolítico del catalizador. El mecanismo de reacción indica que la reacción transcurre a través de una reacción en cascada. En primer lugar los dobles enlaces de los ácidos grasos insaturados de los triglicéridos se saturan con hidrógeno en los centros metálicos de Ni. A continuación los grupos ácidos en los ácidos grasos saturados se reducen con hidrógeno dando lugar al correspondiente hidrocarburo saturado. Para el diseño del catalizador los autores analizaron el mecanismo y la velocidad de las reacciones individuales involucradas en el hidrotratamiento lo que les permitió ajustar la formulación del catalizador para lograr catalizadores selectivos y estables para la conversión de los aceites en hidrocarburos del rango diesel. De esta forma la aproximación desarrollada en el estudio abre una nueva posibilidad para la mejora en la producción de combustibles a partir de algas a elevada escala.

 Más información

[1] Towards Quantitative Conversion of Microalgae Oil to Diesel-Range Alkanes with Bifunctional Catalysts, B. Peng, Y. Yao, C. Zhao und J.A. Lercher, Angewandte Chemie, 2011 – Doi 10.1002/ange.201106243

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La energía Solar Termoeléctrica seguirá compitiendo con la Fotovoltaica

A pesar de que los costes asociados a las plantas Fotovoltaicas son más competitivos que los de las centrales Termoelétricas, la Termoeléctrica aún tiene bastante que decir en el mercado de las renovables.

Autora: Pilar Orihuela-INTA

Desde que comenzó a promocionarse su desarrollo, el sector de las renovables en España ha estado siempre liderado por la Eólica y la Fotovoltaica en términos de potencia instalada. La potencia Solar Fotovoltaica ha experimentado un crecimiento casi exponencial en los últimos años gracias a múltiples y diversos factores:

-          La planificación de objetivos a nivel nacional a través de los diferentes Planes de fomento de las energías renovables, y el desarrollo paralelo de un marco normativo y económico acorde a dicha planificación.

-          El desarrollo industrial, y la diversificación de actividades en otros sectores tradicionales como el sector de la construcción.

-          El interés social por las instalaciones conectadas a red. La simplificación de los procedimientos y la reducción de trabas administrativas.

 A todo ello, se suma un factor de gran relevancia, que es la abundancia del recurso solar. El potencial para la energía Solar Fotovoltaica en España es inmenso, y viene determinado por el nivel de irradiación solar. España recibe de media una irradiación global de 1.600 kWh/m2 al año sobre superficie horizontal, lo que nos sitúa a la cabeza de Europa.

 De alguna manera, algunos de estos factores han potenciado también el desarrollo paralelo de numerosas instalaciones de energía Solar Termoeléctrica (figura 1). No son pocas las empresas que han apostado por esta otra tecnología, movidos quizá por su elevada eficiencia o por su gestionabilidad.

Figura 1. Evolución del sector solar termoeléctrico en España en los últimos años. Fuente: IDAE.

La reciente aprobación del Real Decreto-Ley 1/2012 por el que se suprime el incentivo económico a las renovables, preocupa enormemente a todo el sector. Pero en el ámbito de la generación eléctrica a partir de energía solar, es probable que sea la Termoeléctrica la división más afectada, ya que se encuentra en una etapa de comercialización mucho más temprana.

 España ha invertido un notable esfuerzo últimamente en la investigación y el desarrollo de los Sistemas Solares Termoeléctricos. Gracias a ello, hemos podido situarnos en una posición ventajosa en cuanto a nuestra competitividad internacional en esta tecnología. A lo largo de este tiempo, la tecnología Solar Termoeléctrica ha visto reducidos sus costes de producción, sin embargo, la tecnología Solar Fotovoltaica siempre ha estado un paso por delante en lo que a costes se refiere. En la Tabla 1 puede verse la estimación de costes presentada por el IDAE en el último Plan de Energías Renovables.

Tabla 1. Análisis de costes para fotovoltaica y termoeléctrica. Fuente: IDAE

La mejora del rendimiento de las células, la optimización de los procesos de producción, y la experiencia comercial adquirida, han propiciado que, en el último año, los costes de generación mediante instalaciones Fotovoltaicas se hayan llegado a proyectar incluso por debajo de los 2 €/Wp.

 Si se extrajesen los anteriores costes de su contexto, y se analizasen de forma aislada, podría llegar a surgir la pregunta de si realmente puede aún la Termoeléctrica ser competencia para la Fotovoltaica. Sin embargo, lo cierto es que hay algunos aspectos de la tecnología Solar Termoeléctrica que la Fotovoltaica no puede lograr o igualar:

-          Los Sistemas Solares Termoeléctricos admiten el acoplamiento de un sistema de almacenamiento térmico para almacenar el excedente de energía que se genera en los momentos de máxima radiación, y emplearlo después cuando la radiación solar es baja o nula. Esto permite generar de forma continua, atenuando en gran medida la intermitencia del recurso solar. Las plantas Fotovoltaicas podrían también almacenar parte de la energía eléctrica mediante el uso de baterías, pero el almacenamiento en baterías es más complejo y mucho menos eficiente.

-          Por otra parte, los Sistemas Solares Termoeléctricos también admiten ser hibridados con motores térmicos, lo que también contribuiría a mantener una producción constante, incluso después del almacenamiento, mediante la complementariedad con una fuente energética alternativa (figura 2).

-          El almacenamiento térmico y la hibridación son dos factores clave en la gestionabilidad de las plantas Termoeléctricas. La declaración de una central como “gestionable” por parte del Operador del Sistema (REE), conlleva una serie de ventajas, como la posibilidad de acceder a un mismo punto de la red con más potencia nominal, o la posibilidad de participar en los sistemas de ajuste.

-          La capacidad de almacenamiento y las posibilidades de hibridación también contribuyen a mejorar la eficiencia global de la planta; una eficiencia, la de las plantas Termoeléctricas, ya de por sí competitiva frente a la de las plantas Fotovoltaicas.

 Aparte de estos aspectos, que son determinantes, la tecnología Solar Termoeléctrica tiene otras ventajas como por ejemplo un uso más eficiente del terreno, o una mayor estabilidad en carga.

Figura 2. Combinación de almacenamiento con hibridación en una planta solar termoeléctrica. Fuente: CSP roadmap (IEA)

Gracias a estas particularidades sigue la tecnología Solar Termoeléctrica al acecho de la Fotovoltaica. Un comunicado reciente de SBI Energy (editora especializada en la elaboración de informes para el mercado energético) ha predicho, en base a uno de sus informes, que el mercado de la energía Solar Termoeléctrica va a crecer de nuevo este año, y en los próximos cinco años, escapando de la pausa impuesta por las tecnologías de energía Solar Fotovoltaica. Matiza que el impulso provendrá fundamentalmente del éxito de los sistemas de almacenamiento térmico.

 Los datos económicos tampoco son tan desfavorables. A pesar de que los precios de la Solar Termoeléctrica son menos competitivos que los de la Fotovoltaica, un estudio realizado por la consultora Deloitte en Octubre del pasado año, Impacto macro económico del sector solar termoeléctrico en España”, puso de manifiesto que los impactos positivos derivados de las actividades de este sector (en contribución al PIB, aportaciones a la Seguridad Social, ahorros en derechos de emisión, etc.) superaron con creces las ayudas recibidas en forma de primas derivadas de las políticas de apoyo.

 Los números por tanto no deben ser desalentadores. La Termoeléctrica aún tiene bastante que decir en el mercado de las renovables.

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Algunas razones para no interrumpir la curva de aprendizaje de la Electricidad Termosolar

Autor: [Félix M. Téllez-Investigador Ciemat]

 Las curvas de aprendizaje, también denominadas curvas de experiencia, se basan en la premisa de que las organizaciones, lo mismo que las personas, hacen mejor sus trabajos a medida que estos se van repitiendo.  Si, además, la actividad se mantiene, se da opción a la implementación de innovaciones que aceleran el aprendizaje y/o la competitividad.

La Electricidad Termosolar (ETS) ha reiniciado, en 2007, su despliegue con un cierto retraso respecto a otras renovables (como la eólica o la Fotovoltaica) pero aun así está mostrando razones de aprendizaje (hacia el objetivo de producir la electricidad a precios competitivos no subsidiados) semejantes a las que tuvieron otras tecnologías energéticas convencionales y/o renovables.

El reciente RD 1/2012 interrumpe de manera indefinida todas las ayudas para proyectos de energía renovable después que termine el actual período de inscripción, en 2013. Esta moratoria, dibuja un panorama sombrío para el mercado de la ETS  español.

Entendemos que esta medida se enmarca en un contexto de crisis económica en el que se dispone de más del doble de potencia instalada que la demanda pico y la capacidad de producción excede mucho a la demanda actual de electricidad que se ha reducido con la crisis y, en palabras del Ministro Soria, pone un “freno temporal a un sistema de retribución que entraña unos costes demasiado elevados para el sistema eléctrico”. Este argumento coincide con los esgrimidos en prensa nacional por otros actores del sector energético que mantienen un cierto conflicto de intereses con las renovables, como el del gas (http://www.cincodias.com/articulo/empresas/galan-asegura-plan-energias-renovables-costara-400-euros-ciudadano/20111115cdscdsemp_5/) y la extensión de la vida de las plantas nucleares.

El sector de las renovables le ha ofrecido al ministerio varios paquetes de razones para mantener el régimen especial, como las diez razones que el co-director de la revista Energías Renovables, Luís Merino, le proponía al Ministro Soria: http://www.energias-renovables.com/energias/renovables/index/pag/panorama/colleft//colright/panorama/tip/articulo/pagid/18453/botid/2/ ). En Electricidad Termosolar, el sector asociado en Protermosolar, ofrece los argumentos del reciente estudio (elaborado por Deloitte a la luz de los desarrollos de 2008-2010) sobre “Impacto macroeconómico del Sector Solar Termoeléctrico en España (http://www.protermosolar.com/prensa/2011_10_25/Impacto%20macroeconomico%20del%20sector%20solar%20termoelectrico%20en%20.pdf)” en cuyo Resumen Ejecutivo concluye:

  • “En los últimos tres años la energía solar termoeléctrica ha crecido de manera muy importante en España. Su peso dentro del mix renovable comienza a ser de relevancia, y más aún lo es su impacto en términos económicos, sociales, medioambientales y de reducción de dependencia energética”,
  • “Durante el año 2010, la contribución total al PIB fue de 1 650,4 millones de €, de los cuales un 89,3% corresponde a las actividades de construcción y el resto a la explotación de las centrales. De mantenerse los apoyos necesarios para alcanzar los objetivos de penetración establecidos en el borrador del PER 2011-2020, la contribución al PIB podría alcanzar los 3 516,8 millones de € en 2020”.
  • “ El número total de personas empleadas por el sector ascendió a 23 844 en 2010. El sector solar termoeléctrico, de acuerdo a los objetivos establecidos en el PER, mantendría dicho nivel durante toda la década, pudiendo sostener un nivel de empleo anual cercano a los 20 000 en 2020”.
  • “La energía solar termoeléctrica supuso, en términos de impacto ambiental, evitar la emisión de 361 262 toneladas de CO2 a la atmósfera en 2010. Las centrales que se encontraban operativas a final de 2010 evitan anualmente una  emisión de 1 236 170 toneladas de CO2”.
  • “De cumplirse los objetivos establecidos en el borrador del PER 2011-2020, la energía producida en centrales termosolares supondrá evitar aproximadamente 3,1 millones de toneladas de CO2  en 2015 y más de 5,3 millones toneladas de CO2 en 2020, que supondrían un ahorro en conceptos de emisión de 152,5 millones de € en 2020 con la hipótesis de un valor de 28,66 € por tonelada, según refleja la Agencia Internacional de la Energía en el World Energy Outlook 2010”.
  • “En el año 2010 la producción de energía solar termoeléctrica en España ha evitado importar alrededor de 140 692 toneladas equivalentes de petróleo (tep). as centrales que se encontraban operativas a finales de 2010 sustituirían 481 421 tep al año. Para 2015 y 2020 se prevé que la energía solar termoeléctrica sustituiría la importación de un total de aproximadamente 1,6 y 2,7 millones de tep, respectivamente”.
  • ”Se observa que las cuantías recibidas en concepto de primas para el periodo 2008-2010 son muy inferiores a los retornos económicos derivados de la construcción de las centrales”
  • “El esfuerzo en I+D+i es significativo y representa 2,67% de la contribución al PIB del sector: esta cifra es dos veces mayor que la media de España, e incluso superior a los porcentajes globales en países como Alemania y Estados Unidos”.

Además,

  • Las centrales termosolares españolas utilizan entre un 75 y un 80% de componentes fabricados en España o con tecnología desarrollada en nuestro país. Y nuestras empresas están vendiendo proyectos en todo el mundo.

Recientemente (15/2/2012) Protermosolar, entendiendo y ofreciendo alternativas a los argumentos del Ministro Soria al asociar la moratoria que implica el RD 1/2012 con el déficit tarifario, acaba de emitir una propuesta a la Comisión Nacional de la Energía (CNE) con “once medidas que si fueran aplicadas casi acabarían con más del 70% del déficit de tarifa” (http://www.energias-renovables.com/energias/renovables//index/pag/solartermoelectrica/colleft//colright/termoelectrica/tip/articulo/pagid/19159/botid/23/len/es/). “Protermosolar estima que el conjunto de medidas que propone resolverían sobradamente el problema del déficit y permitirían avanzar hacia el cambio de modelo energético con penetración paulatina de las renovables y con primas a su vez  progresivamente decrecientes hasta alcanzar la paridad”. “Las renovables no son el problema, sino la solución que puede ayudar a España a remontar la crisis al atraer inversión privada, incrementar el PIB, generar empleo, reducir importaciones de combustibles y la vulnerabilidad de nuestra economía y, en definitiva, contribuir de manera significativa a la reducción del déficit público. Si se aplicaran todas esas medidas no habría ningún problema en trasladar posteriormente a tarifa los costes resultantes y, por tanto, el resultado final sería que  nunca más se incurriría en déficit tarifario

A principios de 2012, España se encuentra todavía en vanguardia internacional tanto por cantidad de potencia instalada como por presencia de las empresas en los desarrollos internacionales. En los últimos seis meses España ha visto ponerse en marcha cuatro nuevas plantas (Palma del Río I, Gemasolar, Helioenergy I y Andasol 3. Gemasolar destaca con sus 15 horas de almacenamiento, lo que permite a la planta operar de manera continuada durante 24 horas y demuestra, además, el potencial que tiene la ETS como una tecnología de carga base para el futuro próximo), que añaden 170 MW de capacidad solar a la red y mantienen al país como líder de ETS en capacidad instalada con 1.1 GW de plantas de ETS en funcionamiento (finales de 2011).

Hay muchas otras razones para no desandar el aprendizaje recorrido pero estas por sí solas ya muestran el camino a seguir. Con el ínterin de la actual moratoria y el cierto margen que da agotar el cupo de plantas preasignado hasta 2013, “El reto para las empresas españolas estará en seguir encontrando clientes en el extranjero para la ETS y que puedan apoyar estructuras de proyectos similares a aquellas con las que trabajan en España. Aún así, existe el peligro de que no se puedan aplicar las lecciones que han aprendido en España”.

Para los centros de I+D, esta moratoria, muy probablemente implicará reorientar las actividades actuales (bastante centradas en “acompañar” el despliegue de plantas, con mucha actividad en la caracterización de prototipos y en tratar de dar respuesta a cuestiones de corto plazo que plantean las empresas) hacia retos (o innovaciones) de medio plazo con la esperanza de que la actual moratoria no desconfigure demasiado sector conduciéndonos a una “nueva travesía del desierto”.

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Los criterios de sostenibilidad de los biocarburantes ya estan incorporados en la legislacion española

El ordenamiento jurídico español ya cuenta con un real decreto que regula los criterios de sostenibilidad de los biocarburantes y biolíquidos, el doble valor de alguno de ellos en este apartado y el sistema nacional de verificación.

 Autora: [Paloma Manzanares- Ciemat]

 En noviembre de 2011 el Consejo de Ministros aprobó un Real Decreto cuyo objetivo es incorporar al ordenamiento jurídico español los criterios de sostenibilidad de biocarburantes y biolíquidos establecidos en la normativa comunitaria. A partir de ese momento, para que un biocarburante pueda ser considerado como sostenible tiene que cumplir los requisitos recogidos en la Directiva europea, entre los que se encuentra la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero respecto al carburante fósil que sustituye (gasolina o gasóleo), como minino, en un 35 por 100. Otro requisito contempla que este biocarburante no puede provenir de cultivos situados en tierras con un elevado valor en cuanto a biodiversidad (bosques, zonas protegidas en la legislación…) y/o tierras con elevadas reservas de carbono, como pueden ser las zonas arboladas continuas o los humedales.

 Esta normativa es especialmente relevante para el cumplimiento del objetivo de la Unión Europea para 2020 de que el 10 por 100 de la energía consumida en el transporte sea de origen renovable y, a estos efectos, sólo los biocarburantes o biolíquidos sostenibles podrán ser tenidos en cuenta para su cómputo. En cuanto a este cómputo, es importante señalar que el Real Decreto aprobado hoy incorpora a la legislación española lo previsto en la normativa comunitaria en relación al valor doble de determinados biocarburantes procedentes de materiales residuales (biocarburantes de segunda generación) para el cumplimiento de los objetivos obligatorios en materia de energías procedentes de fuentes renovables en el transporte. Esto puede suponer un importante impulso a la introducción definitiva de los biocarburantes de segunda generación en el mercado actual.

 Según informa la revista Energías Renovables los productores de biocarburantes pueden demostrar que cumplen con los criterios requeridos de sostenibilidad de tres maneras: acogiéndose al procedimiento de verificación que describe el real decreto, es decir, al sistema nacional de verificación de la sostenibilidad; al sistema voluntario reconocido por la CE para este fin, que en la actualidad cuenta con siete esquemas diferentes; o a acuerdos bilaterales o multilaterales entre la Unión Europea y terceros países, siempre que la CE haya reconocido dichos acuerdos.

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Biocombustibles a través de la Biotecnología

El desarrollo de nuevos procesos físicos, químicos y biotecnológicos deberá encaminarse hacia la producción de biocombustibles de nueva generación a partir de materias primas de menor coste, mayor disponibilidad y más sostenibles. En este sentido, se ha conseguido modificar genéticamente una bacteria de la especie Escherichia coli capaz de fermentar la biomasa de macroalgas pardas y producir etanol. Este desarrollo biotecnológico abre la puerta a la utilización de materias primas renovables alternativas ya que hasta el momento este tipo de biomasa no podía ser metabolizada por microorganismos industriales en la producción de etanol.

 Autor: [L. Fernando Bautista Santa Cruz-Universidad Rey Juan Carlos]

 Si bien los biocombustibles de primera generación (aquellos obtenidos a partir de materias primas que compiten directamente con el mercado alimentario o indirectamente a través del uso de suelo agrícola) han permitido establecer una base científica, tecnológica e industrial para este tipo de energía, es preciso sustituir el modelo productivo generado debido, entre otros factores, a problemas y limitaciones de sostenibilidad y disponibilidad de las materias primas. Un paso adelante supone la utilización de materias primas residuales de bajo coste y amplia distribución geográfica. A este respecto, los materiales lignocelulósicos suponen una línea de desarrollo que está centrando el interés de numerosas investigaciones. Sin embargo, la degradación de su estructura es difícil y requiere un consumo energético elevado para obtener azúcares fermentables que puedan ser utilizados por microorganismos para producir etanol o acumular lípidos. Es, por tanto, prioritario el desarrollo de nuevos procesos físicos, químicos y biológicos que permitan la despolimerización de los componentes de los materiales lignocelulósicos, especialmente de la lignina, para su aprovechamiento en la producción de biocombustibles de nueva generación.

 Debido a su capacidad de fijar CO2, las microalgas se han visto como una alternativa atractiva y sostenible para la producción de biocombustibles a través de la acumulación de lípidos transformables en biodiésel. Sin embargo, una de las principales barreras para su viabilidad económica y sostenibilidad ambiental reside en el gasto energético que supone la concentración y secado de esta biomasa. Por otra parte, las macroalgas no han sido consideradas de manera significativa como posible materia prima para la producción de biocombustibles debido a su elevado contenido de agua y baja acumulación de lípidos transformables en biodiésel u otro biocombustible. Además, el componente más abundante en la biomasa de este tipo de algas es el alginato, no existiendo microorganismos industriales capaces de metabolizarlo para producir etanol.

 En un trabajo [1] recientemente publicado en la revista Science, investigadores del Bio Architecture Lab (Berkeley, CA, EEUU) han conseguido una cepa de la bacteria Escherichia coli genéticamente modificada que realiza este proceso. Para lograrlo, los autores identificaron a la bacteria Pseudoalteromonas sp. como microorganismo productor de alginato liasa, una enzima capaz de transformar el polímero alginato en fragmentos de 2, 3 y 4 unidades monoméricas. Así, introdujeron en E. coli el gen que codifica la mencionada enzima junto con el de una proteína transportadora que conduce la alginato liasa a través de la membrana hasta el exterior celular. Allí, el alginato se hidroliza por la acción de la enzima, produciendo oligómeros de pequeño tamaño. A continuación se modificó de nuevo la bacteria E. coli con los genes de la bacteria marina Vibrio splendidus. Estos son necesarios para proveer a la bacteria modificada de un sistema de transporte de los oligómeros producidos hasta el interior celular y su posterior metabolización para transformarlos en moléculas más sencillas tales como piruvato. Finalmente, la bacteria E. coli se modificó de nuevo añadiendo los genes correspondientes a la ruta metabólica de Zymomonas mobilis para la producción de etanol a partir de piruvato. Z. mobilis es una bacteria originalmente aislada del jugo de la caña de azúcar fermentada.

 La cepa de E. coli resultante de las transformaciones genéticas descritas se empleó para la fermentación de la biomasa de una alga parda, Saccharina japonica, alcanzando una concentración final de etanol cercana al 5%v/v, similar a la que se alcanza en la producción de etanol mediante fermentación de material lignocelulósico con Saccharomyces cerevisiae. De esta forma, según los autores del trabaja, para un cultivo a gran escala de algas, la productividad de etanol puede llegar a 19000 l/ha/año, es decir, el doble que la alcanzada mediante caña de azúcar y 5 veces superior a la correspondiente al maíz.

 La implantación de biocombustibles de nueva generación, más económicos, competitivos y sostenibles desde el punto de vista social y ambiental precisa del desarrollo concurrente de nuevos procesos físicos, químicos y biotecnológicos, participando todos ellos de forma complementaria y sinérgica. De esta forma, sería conveniente emplear la tecnología y las materias primas más adecuadas en cada lugar y en cada contexto geográfico, socioeconómico, técnico y medioambiental.

Referencia:

[1] A.J. Wargacki et al. (2012). An engineered microbial platform for direct biofuel production from brown macroalgae. Science, 335, 308-313.

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Moratoria renovable en España

El ministro de Industria, Energía y Turismo, José Manuel Soria, ha anunciado la aprobación, por parte del Gobierno, de un real decreto ley que recoge un parón temporal a la instalación de nueva potencia renovable con prima mediante la suspensión de los procedimientos de preasignación de retribución renovable, así como los incentivos económicos para nuevas instalaciones de producción de energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovable, residuos y cogeneración.

Autor: [Gabriel Morales, Universidad Rey Juan Carlos]

 La suspensión afectará a las tecnologías acogidas al régimen especial, esto es, eólica, solar fotovoltaica, termosolar, cogeneración, biomasa, biogás, minihidráulica y residuos, así como a las instalaciones de régimen ordinario de tecnologías asimilables a las incluidas en el régimen especial. La medida afectará a aquellas instalaciones que todavía no han sido inscritas en el registro de preasignación de régimen especial en la fecha de entrada en vigor del real decreto ley, así como para las instalaciones de régimen ordinario que a la fecha de entrada en vigor de la norma no tuvieran autorización administrativa otorgada por la Dirección General de Política Energética y Minas.

El ministro Soria aseguró que la medida pone un “freno temporal a un sistema de retribución que entraña unos costes demasiado elevados para el sistema eléctrico”. Del mismo modo, dijo que se aplicará con carácter “temporal” y justificó su aplicación en aspectos como los 7.220 millones de euros que, previsiblemente, se destinarán a las primas al régimen especial en 2012. El 71% de este importe corresponde a las renovables (el 27% a la eólica y el 44% a la solar) y el resto se destina a las fuentes de cogeneración y residuos. Pese a esta medida, la apuesta del Ejecutivo sigue siendo por un “mix equilibrado” y, por lo tanto, por una “apuesta firme por las renovables”. El gobierno indica que esta medida sobre las renovables es “solo un primer paso” en la reforma del sector energético y sostiene que no afectará al suministro, porque “la capacidad instalada es más del doble de la demanda punta (106.205 MW frente a 38.287 MW). No obstante, aseguró que por el momento el Gobierno no se planteó ninguna tasa a la nuclear o la hidroeléctrica, ni una quita del déficit de tarifa, al tiempo que apreció “aspectos mejorables” en el pool eléctrico, si bien no diseñó todavía una “solución definitiva” sobre este aspecto y no es descartable la citada tasa.

Sin embargo, como era de esperar, el anuncio de este nuevo real decreto ley ha puesto en jaque al sector de las renovables que han calificado el hecho de “nuevo agravio”, de “error histórico” fruto de la improvisación y que supondrá la destrucción de 10.000 empleos. Consideran que la medida fue “absolutamente impuesto por las grandes eléctricas” sin diálogo con el sector de las renovables. Esta decisión va a retrasar el desarrollo tecnológico e irá contra una industria nacional que ha sido líder.

El presidente de la Fundación Renovables advirtió de que el parón provocará pérdidas de empleo y recordó que el sector da trabajo a 180.000 personas, al tiempo que tiene previsto generar 300.000 puestos hasta 2020, según el Plan de Energías Renovables. “En un grave escenario de paro, se para un sector que crea empleo”, lamentó. “Si se pliega a los intereses de Unesa (Asociación Española de la Industria Eléctrica), España va camino de una crisis energética”, advirtió el presidente de la Fundación.

Por su parte, la Unión Española Fotovoltaica (UNEF), que reúne a todas las asociaciones empresariales del sector, manifestó su sorpresa por la decisión del Gobierno. Considera que se trata de una “medida que agravará la situación del sector fotovoltaico español, seriamente afectado, sin que se hayan resuelto los graves problemas de retroactividad e inseguridad jurídica que afectan al mismo”. Por otro lado, la asociación empresarial de la industrial termosolar, Protermosolar, señala que se comete un error al considerar que la supresión temporal de primas a las renovables reduce el déficit público, ya que estos incentivos van a la tarifa eléctrica. “Las renovables no contribuyen al déficit público, sino al contrario. Crean empleo y contribuyen al PIB, en un momento en el que el país necesita generar actividad”, afirmó el secretario general de la asociación, Luis Crespo. En la actualidad, hay 1.200 MW termosolares conectados a la red, y Crespo espera que el sector pueda cerrar 2013 con el objetivo de 2.400 MW instalados, de modo que la medida no afectaría a los proyectos actuales.

Asimismo, la Asociación Empresarial Eólica (AEE) expresó su “preocupación” ante el anuncio “sorpresa” del Gobierno de suspender la instalación de nueva potencia renovable con primas, ya que la medida “pone en peligro su industria”. “Si se paraliza la eólica hoy, cuando apenas le quedan unos años para ser competitiva sin incentivos y ya ha alcanzado la madurez industrial, se pondría en riesgo un sector que es líder mundial, que exporta más de 2.400 millones de euros al año y es fundamental para la independencia energética de España”, afirmó la AEE.

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