Archivo de septiembre, 2013

Las decisiones del Parlamento Europeo sobre biocarburantes no contentan a ninguno de los actores implicados (industria, agricultores y ecologistas).

El pasado 11 de septiembre el Parlamento Europeo (PE) aprobó limitar al 6% los biocarburantes convencionales para 2020 y no introducir el efecto del cambio indirecto del uso de la tierra (CIUT) hasta ese mismo año.

Autor: [José Miguel Oliva - Unidad de Biocarburantes - Dpto. de Energía - CIEMAT]

Tres principales decisiones fueron las aprobadas en el PE: en 2020 los biocarburantes procedentes de cultivos solo podrán contar un 6% en el objetivo del 10% de renovables en el transporte; a partir de ese mismo año se tendrán en cuenta las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) derivadas del CIUT provocado por esos cultivo; y establecer un 2,5% de participación en el 10% de biocarburantes de segunda generación, procedentes principalmente de residuos vegetales y algas. Todo, a falta de que lo refrende el Consejo de Europa, y si no lo hace, el texto volverá a la Eurocámara.

La Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA) lamenta las limitaciones a los biocarburantes convencionales impuestas por el PE y denuncia trato discriminatorio al imponerles reducciones de emisiones que no se exigen a la industria petrolífera. Así, Oscar Garcia presidente de APPA Biocarburantes, considera las dos primeras propuestas “injustificables, ya que, como han puesto de manifiesto en los últimos meses múltiples estudios, los modelos desarrollados para calcular el CIUT carecen de la certidumbre científica suficiente para adoptar medidas regulatorias de este calibre”. En APPA Biocarburantes consideran positiva la propuesta de establecer objetivos obligatorios (0,5 en 2016 y 2,5 en 2020) para los biocarburantes más avanzados en términos ambientales, pero califican de “injustificable que entre las materias primas utilizables se hayan excluido los aceites de cocina usados y las grasas animales”.

Pekka Pesonen, secretario general de Copa-Cogeca (aglutina a las organizaciones profesionales y cooperativas agrarias europeas), calificó de “inaceptable” que la UE dé marcha atrás en su objetivo del 10%, acordado en 2006, porque desde entonces “los agricultores y la industria han invertido enormes cantidades de dinero en el sector”. En declaraciones recogidas por Europa Press, Pesonen añade que “se trata de una decisión que pone en riesgo el futuro de la industria de biocarburantes en la UE e ignora la realidad de su producción”.

Por diferentes motivos, tampoco ha sentado nada bien la decisión del PE en las filas ecologistas. Para Liliane Spendeler, directora de Amigos de la Tierra, “los límites para los agrocombustibles han sido insuficientes; desafortunadamente, si los ministros de los países europeos no empujan para rebajarlo, su consumo en Europa continuará incrementándose y seguirá ocasionando subidas en el precio de los alimentos, deforestación y provocando el cambio climático”. Desde Ecologistas en Acción ven positivo que los eurodiputados votaran para limitar los carburantes fabricados a partir de alimentos y también que se incluya en este límite los que se producen con cultivos energéticos (árboles de rápido crecimiento, jatrofa…). Pero añaden que “resulta negativo que el Parlamento haya establecido un límite del 6% del total de biocombustibles, por encima de la cuota del 5% propuesta por la Comisión Europea”.

Desde Ecologistas en Acción también se valoran los porcentajes de incorporación de los biocarburantes avanzados: 0,5% en 2016 y 2,5% en 2020. “Las medidas –aseguran– vienen desprovistas de la aprobación de unos criterios de sostenibilidad sólidos, como la consideración de la jerarquía en el uso de los residuos adoptada por la UE, y que prioriza la reducción, reutilización o reciclaje de residuos antes de su valorización energética”.

Fuentes:

http://www.energias-renovables.com/.

http://www.appa.es/

 

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Desarrollan un motor híbrido que emite la mitad de dióxido de carbono

Investigadores del ETH Zúrich (Swiss Federal Institute of Technology) han estudiado el potencial de combinar un motor eléctrico con un motor de combustión interna dual diésel-gas natural. En el trabajo publicado en la revista Energies se indica que utilizando este motor las emisiones de dióxido de carbono se pueden reducir a 43 g/Km, valor muy inferior a la media de los vehículos actuales que está en torno a 132 g/Km.

[Autora: Aida Ruiz-Universidad Rey Juan Carlos]

Los motores diésel-gas natural existen ya en la actualidad y se están haciendo populares en algunas partes del mundo como Norte América, Australia, América Latina, India, Pakistán, China y otros países de Asia. Tienden a usarse en vehículos grandes como autobuses y camiones de basura pero también tienen aplicaciones en vehículos diésel comerciales de menor tamaño. En este tipo de motores tienen el potencial de alcanzar eficiencias similares a las de los motores diésel pero sin la necesidad de un tratamiento posterior para reducir los óxidos de nitrógeno. En el motor dual en lugar de una bujía de encendido estándar para motores a gas natural, el motor se enciende con una pequeña cantidad de diésel que se inyecta directamente en el cilindro.

En este trabajo los autores intentan alcanzar las menores emisiones de CO2 posibles combinando tres factores. En primer lugar, el uso de gas natural como combustible reduce un 20-25 % las emisiones específicas de dióxido de carbono debido a que el metano posee una mayor relación H/C que el diésel. En segundo lugar, La utilización del motor dual asegura una alta eficiencia de combustión. Finalmente, utilizan una hibridación eléctrica en paralelo con una relación de hibridación elevada.

Para la realización de las medidas se utilizó un motor Volkswagen TDI 2.0-475 NE de 4 cilindros con un volumen de desplazamiento de 2 L. El motor está basado en un motor diésel convencional equipado con un sistema de inyección, un turbocompresor con turbina de geometría variable y un sistema de recirculación a alta presión de los gases de escape. Para controlar la inyección de encendido y asegurar una operación estable incorporaron un sensor de presión en los cilindros que permite adaptar la cantidad y tiempo de inyección del diésel.

Los resultados de estas investigaciones mostraron que las emisiones de óxido de nitrógeno estaban por debajo de 75 ppm para todas las condiciones de operación ensayadas. El motor dual alcanzaba una eficiencia elevada del 39, 5 % y una alta proporción de gas de hasta el 98 %, lo que producía una reducción del CO2 de hasta el 22 %, comparándolo con el emitido por un motor diésel convencional. Los experimentos realizados para un vehículo híbrido eléctrico con el motor dual mostraron unos niveles de CO2 emitidos muy bajos., entre 43,0 g/Km y 77,7 g/Km. Las bajas emisiones son debidas a la alta eficiencia del motor y a la relación de gas energética que está ente el 89,6 y el 94,1 %. El motor diésel-gas natural puede ser utilizado en un vehículo no híbrido pero la hibridación proporciona una reducción drástica de las emisiones de CO2.

Los investigadores están convencidos de que el motor dual diésel-gas natural podría ser producido en serie en unos 5 años. Los costes adicionales de este motor comparados con los de un motor diésel convencional son moderados debido a que sólo son necesarias pequeñas modificaciones. Además, el motor puede operar como uno 100 % diésel debido a que los componentes permanecen invariables, lo que permite utilizarlo en regiones en las que la infraestructura para el repostaje de gas natural estén limitadas.

Referencias:

  • ETH Zürich. “Super efficient combustion engine emits half the carbon dioxide.” ScienceDaily, 12 Sep. 2013. Web. 23 Sep. 2013.
  • Tobias Ott, Christopher Onder, Lino Guzzella. Hybrid-Electric Vehicle with Natural Gas-Diesel Engine. Energies, 2013; 6 (7): 3571 DOI: 10.3390/en6073571

 

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Almacenamiento térmico en centrales solares de concentración utilizando materiales low-cost basados en residuos industriales reciclados: reduciendo el coste del kWh de una forma sostenible

Tanto los slags férricos como el Cofalit® constituyen dos alternativas muy prometedoras dentro del almacenamiento térmico sensible, debido principalmente a su bajo precio, permitiendo reducir el coste del kWh producido en las centrales termosolares, y a la posibilidad de valorizar residuos industriales con gran impacto ambiental o tóxicos para el ser humano.

Autor: [Alfonso J. Carrillo del Teso – Instituto IMDEA Energía]

Con la iniciativa SunShot1, el Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) pretende que la electricidad generada mediante energía solar llegue a ser económicamente competitiva con otras formas de generación eléctrica al final de esta década.

Para ello, desde su anuncio en 2011, ha financiado más de 150 proyectos de investigación en cuatro áreas: fotovoltaica, solar de concentración, análisis de sistemas y costes e integración de sistemas; con el propósito de que el coste del kWh generado mediante energía solar, sin la ayuda de ningún tipo de subvención, sea de 0,06 $ en el año 2020.

Para la consecución de este ambicioso objetivo, en lo que respecta a energía solar de concentración, se están realizando actividades de investigación en los cuatro componentes principales de las plantas termosolares: colectores, receptores, bloque de potencia y almacenamiento térmico. Este último componente se presenta como uno de los mayores atractivos de la energía solar de concentración con respecto a las otras tecnologías renovables, ya que gracias al almacenamiento térmico se podrían solventar los problemas de intermitencia inherentes al recurso solar. Los objetivos marcados en esta área son los siguientes:

  • Mejora de la transferencia de calor y del medio de almacenamiento térmico
  • Coste de almacenamiento térmico < 15 $/kWht
  • Eficiencia exergética >95 %
  • Degradación del material por la corrosión < 15 µm/ año

Para lograr estos objetivos los esfuerzos en I+D se centrarán principalmente en el desarrollo de fluidos de transferencia de calor que sean estables a alta temperatura y en el desarrollo de nuevos sistemas y materiales para el almacenamiento de energía que cumplan con los objetivos técnicos y económicos fijados por el DOE.

Dentro de esta última área de investigación se están logrando importantes avances en los tres tipos de almacenamiento térmico existentes: sensible, latente y termoquímico. A pesar de ello, hasta la fecha sólo se ha implementado comercialmente el almacenamiento de calor sensible utilizando sales fundidas en la planta Gemasolar2. Sin embargo, uno de los principales inconvenientes que presentan estas sales es su inestabilidad a altas temperaturas.

Una de las alternativas más atractivas que posibilita el almacenamiento térmico sensible a altas temperaturas consiste en el uso de materiales provenientes de residuos industriales reciclados debido al bajo coste que estos presentan. Este es el caso de los materiales cerámicos producidos a partir de las escorias férricas (slags), un residuo proveniente de la industria metalúrgica3. Los slags son la fracción no metálica del hierro fundido que, debido a su menor densidad, se forman de manera natural en la superficie de la masa fundida dentro del horno. Una vez enfriado, se obtiene un material cerámico principalmente constituido por óxidos de calcio, silicio, hierro y aluminio. Estos materiales cerámicos, de bajo precio (3,95 $/ton) y gran abundancia dentro del mercado estadounidense, fueron propuestos por Calvet et al3. para el almacenamiento térmico de energía. Para demostrar su viabilidad realizaron un estudio de sus propiedades físicas en el rango de temperaturas utilizado en las centrales solares de concentración. El resultado de este estudio demostró que este material reciclado es termoquímicamente estable hasta temperaturas de 1100 ºC, presenta un coste bastante bajo por unidad de energía térmica almacenada (0,21 $/kWht) y una capacidad calorífica por unidad de volumen igual a 63 kWh/m3 Por tanto, cumple con creces los objetivos fijados por el DOE para el almacenamiento térmico de energía.

Otro material propuesto para el almacenamiento térmico, proveniente del reciclado de residuos de alta toxicidad para el ser humano, es el Cofalit®4 (ver imagen). Este material se obtiene al realizar un tratamiento de vitrificación a residuos con contenido de amianto. El proceso de vitrificación, que se realiza mediante la tecnología de arco de plasma5,permite la completa fusión de las fibras de amianto al calentarlas a temperaturas cercanas a los 1500 ºC, destruyendo de esta forma todas las fibras tóxicas contenidas en el residuo.

El Cofalit® es un alumino-silicato de calcio, hierro y magnesio con diferentes impurezas dependiendo de su procedencia, presenta un coste de inversión muy bajo, es estable hasta temperaturas cercanas a los 1200 ºC y tiene la posibilidad de ser moldeado con la forma deseada. Este último factor es importante ya que una forma adecuada podría aumentar la transferencia de calor con fluido caloportador utilizado en la planta, y de esta forma permitiría paliar uno de los principales problemas que presenta este material debido a su baja conductividad térmica6.

Tanto los slags férricos como el Cofalit® constituyen dos alternativas muy prometedoras dentro del almacenamiento térmico sensible, debido principalmente a la escasa inversión inicial que suponen, hecho que influirá directamente en una reducción del coste del kWh producido en las centrales termosolares. Asimismo la posibilidad de valorizar residuos industriales con gran impacto ambiental o tóxicos para el ser humano se presenta como la otra ventaja más atractiva de estos materiales.

 

  1. http://www1.eere.energy.gov/solar/sunshot/csp.html
  2. http://www.torresolenergy.com/TORRESOL/gemasolar-plant/en
  3. Calvet, N.;Dejean, G.; Unamunzaga,L;. Py, X. In Proceedings of the ASME 2013, 7th International Conference on Energy Sustainability & 11th Fuel Cell Science, Engineering and Technology Conference July 14-19, Minneapolis MN, USA; 2013
  4. Py, X.; Calvet, N.; Olives, R.; Meffre, A.; Echegut, P.; Bessada, C.; Veron, E.; Ory, S. Journal of Solar Energy Engineering 2011, 133, 031008.
  5. Calvet, N.; Gomez, J. C.; Faik, A.; Roddatis, V. V.; Meffre, A.; Glatzmaier, G. C.; Doppiu, S.; Py, X. Applied Energy 2013

http://www.torchprocess.com/images/stories/PDF/Product_sheet_Cofalit_June2008.pdf

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General Motors y Honda se asocian para avanzar en el desarrollo de la movilidad con pila de combustible

General Motors y Honda firman un acuerdo para el desarrollo de tecnología de pila de combustible y de los sistemas de almacenamiento de hidrógeno, con el objetivo de poder comercializarlos en 2020. Ambas empresas trabajarán para avanzar en el desarrollo de infraestructuras de repostaje de hidrógeno, uno de los aspectos críticos para la viabilidad de los vehículos propulsados por pila de combustible y para su aceptación entre los consumidores.

Autor: [Arturo J. Vizcaíno – Universidad Rey Juan Carlos]

General Motors (GM) y Honda son las empresas que más patentes de pila de combustible registraron entre 2002 y 2012, según el Índice de Crecimiento del Número de Patentes en Energía Limpia (Clean Energy Patent Growth Index), ocupando la primera y las segunda posición, respectivamente. Con el programa Project Driveway, varios usuarios de GM condujeron cinco millones de kilómetros con un total de 119 unidades del todoterreno Chevrolet Equinox, modificadas para funcionar mediante hidrógeno.

Honda creó el primer modelo de serie con pila de combustible FCX, en el año 2002. Éste se empezó a comercializar en régimen de alquiler, colocando un total de 85 unidades con este sistema. En 2009 llegó una nueva generación: el FCX Clarity, que se renovará por completo en 2015. Esta nueva generación se lanzará inicialmente en Japón y Estados Unidos y, posteriormente, se venderá en Europa. La energía del hidrógeno proporciona más autonomía y un tiempo de recarga muy inferior en los coches eléctricos, que les permite recorrer una distancia de unos 640 km en modo autónomo con un repostaje de tres minutos.

Ahora, GM y Honda pretenden crear nuevas tecnologías de almacenamiento de hidrógeno,  un sistema de pilas de combustible e investigar sistemas de repostaje, contribuyendo a que haya infraestructuras que hagan más viable el empleo del hidrógeno. Dan Akerson, presidente de GM, se mostró convencido de que esta acción permitirá reducir la dependencia del petróleo y establecer una movilidad sostenible. Por su parte, Takanobu Ito, presidente de Honda, expresó que está “entusiasmado de formar este acuerdo con GM para fusionar nuestras tecnologías líderes y crear un sistema avanzado que será no solamente capaz, sino también económico.”

Fabricar una pila de combustible tiene un coste muy alto por el uso de platino y de fibra de carbono para los tanques de almacenamiento del gas. Con esta colaboración, las empresas automovilísticas ahorrarán costes, al compartir experiencia y lograr economías de escala y estrategias de contratación comunes. Así, trabajarán conjuntamente para desarrollar infraestructuras de repostaje y también para su adaptación entre consumidores.

Fuentes:

http://www.energynews.es

http://www.europapress.es

http://www.movilidadelectrica.com

 

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