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Marruecos y España: ejemplos opuestos de Planificación Energética

Autor: Eduardo Zarza Moya-CIEMAT

La necesidad de hacer frente tanto al importante incremento en el consumo de energía primaria que se prevé a medio plazo a nivel mundial, como los problemas medioambientales que el uso masivo de los combustibles fósiles ha provocado, han hecho que la Energía se haya convertido en un tema clave. No obstante, el modo en que los distintos países enfocan el problema energético es muy diferente, siendo España y Marruecos buenos ejemplos de esta disparidad de estrategias y enfoques.

Mientras en España es evidente, desde hace muchos años, la necesidad de un Pacto de Estado entre los principales partidos políticos para definir una estrategia energética a medio y largo plazo, que acabe con los continuos bandazos que los diversos Gobiernos vienen dando desde hace varias décadas, en Marruecos existe una planificación energética, seria, sensata y coherente, que permitirá a ese país reducir de forma importante su dependencia energética del exterior, a la vez que le dotará de un sector eléctrico altamente sostenible y descarbonizado, basado en una importante contribución de dos energías renovables que son abundantes en ese país: la solar y la eólica.

Resulta difícil comprender por qué a los dos principales partidos políticos de España, PP y PSOE, les resulta tan difícil llegar a acuerdos sobre aquellos temas de interés nacional que difícilmente pueden acometerse con éxito y coherencia si no se basan en un Pacto de Estado que defina claramente el marco regulador de las decisiones que vayan tomando los sucesivos gobiernos. La falta de un Pacto de Estado en materia energética nos ha conducido a una situación difícil de entender, por el cumulo de decisiones faltas de acierto y, en muchas ocasiones, contradictorias. En España, incluyendo las islas, tenemos actualmente unos 105 GWe de potencia instalada, de los cuales las porciones mayores corresponden a las plantas de ciclo combinado (25,3 GWe), parques eólicos (23,15 MWe), hidráulica (21 GWe), carbón (11 GWe), nuclear (8 GWe) y cogeneración (7,2 GWe). El resto se lo reparten las demás tecnologías (fotovoltaica, termosolar, etc.). Frente a esta potencia total instalada se sitúa el consumo eléctrico máximo histórico, que tuvo lugar en el año 2007 y fue de 45,45 GWe. Estas cifras muestran que en España hay un enorme exceso de potencia instalada, lo cual unido a unas pobres interconexiones con los países vecinos, provoca que una gran parte del parque eléctrico nacional esté inactivo o, en el mejor de los casos, muy por debajo de un funcionamiento rentable, como es el caso de los ciclos combinados y las centrales de carbón.

La pregunta que inmediatamente surge al ver estas cifras es ¿cómo se ha llegado en España a esta absurda situación?. A esta pregunta se puede responder de una forma clara y concisa: la causa de esta situación ha sido la falta de una planificación energética. Durante los gobiernos de Aznar se apostó principalmente por las centrales de ciclo combinado, realizándose una inversión  superior a los 13.000 millones de Euros, mientras que posteriormente el gobierno de Zapatero aposto fuertemente por las energías renovables e impulsó el parque eólico, fotovoltaico y termosolar. En total se invirtió en poco más de diez años unos 70.000 millones de euros. !Que lástima de dinero tan mal invertido¡. Con una adecuada planificación energética se habría realizado una inversión más productiva y rentable para España.

Resulta evidente que los dos principales partidos políticos, PP y PSOE, son incapaces de poner el interés nacional en materia energética por encima de sus intereses de partido. Algo parecido ocurre con la Educación, otro aspecto en el que se necesita con urgencia un Pacto de Estado que acabe con los vaivenes sin sentido y los dislates que gobierno tras gobierno cometen. Basta tener en cuenta lo sorprendente que resulta que haya tantas Historias de España como Comunidades Autónomas, de modo que, dependiendo de la Comunidad Autónoma en la que estudies, te contarán una Historia u otra, cuando la verdad es que solo existe una Historia y debería ser contada de igual forma en todas las Comunidades Autónomas. Pero volvamos al tema de la Energía, que es el objeto de este artículo.

No deja de ser sorprendente, y a la vez aleccionador, que las autoridades de Marruecos demuestren tener las ideas mucho más claras que los gobernantes españoles en materia de Energía. Marruecos carece de las reservas de petróleo y gas natural de su vecino argelino, y sufre una dependencia total de hidrocarburos. En 2009, Marruecos importaba el 95% de la energía que consumía. Pero decidió cambiar esta situación y definió una política energética clara y seria, tendente a reducir de forma importante su dependencia energética exterior, a la vez que decidió apostar por el uso de dos fuentes energéticas renovables abundantes en Marruecos: la eólica y la solar.

El 2 de noviembre de 2009, el entonces Ministro de Economía de Marruecos, Salahadin Mezuar, presennto el llamado Plan Solar de Marruecos, que preveía la construcción de 2000 MWe de centrales solares (fotovoltaicas y termosolares). El objetivo de Mohamed VI es conseguir que en 2030 el 52% de la capacidad eléctrica del país proceda de la energía renovable, frente al 34% actual. Para llevar a cabo con éxito su Plan Solar, el gobierno marroquí creó en marzo de 2010 la Agencia Marroquí para la Energía Solar, MASEN (Moroccan Agency for Solar Energy, http://masen.org.ma/). MASEN es una compañía con fondos públicos, cuyo capital es aportado por el Estado de Marruecos, el Fondo Hassan II para el Desarrollo Social y Económico, la Oficina Nacional de Agua y Electricidad (ONE) y la Sociedad de Inversiones Energéticas (SIE). Los tres objetivos principales de MASEN son: el desarrollo de centarles solares, contribuir al desarrollo de una industria solar nacional y asegurar una adecuada coordinacion entre los planes regionales e internacionales.

Fruto del buen hacer de MASEN y de un plan energético claro, Marruecos está construyendo en la actualidad en Ouarzazate las centrales termosolares NOOR-II y III, que junto con NOOR-I, ya en funcionamiento desde principios de 2016, tendrán una potencia total instalada de 500 MWe. El Plan Solar de Marruecos se basa en un adecuado equilibrio entre dos tecnologías solares que son claramente complementarias: la fotovoltaica y la termosolar. Las centrales  fotovoltaica producirán electricidad a un precio muy reducido durante las horas de Sol, mientras que las centrales termosolares aportarán con su alto grado de gestionabilidad la producción eléctrica necesaria por la noche, consiguiendo de este modo un precio medio de la electricidad inferior a los 0,08 €/kWh, que es un precio bastante razonable y competitivo. De este modo, y basado en un estudiado equilibrio entre la electricidad fotovoltaica y la termosolar, Marruecos contará muy pronto con electricidad de origen solar a un precio competitivo, que unido a la producción eólica de las plantas construidas en el Norte y en la costa oeste, reducirán de forma importante su dependencia energética y creará una industria nacional importante.

La coherencia y visión a largo plazo de la autoridades marroquíes en materia energética es aún más evidente si tenemos en cuenta otras medidas adoptadas por dichas autoridades con el objetivo de avanzar de forma clara y sin titubeos hacia el objetivo marcado de conseguir reducir el actual consumo de combustibles fósiles. Algunas de dichas medidas han sido tremendamente impopulares, como la eliminación de los subsidios públicos a los combustibles derivados del petróleo en el año 2012, que provocó una subida del 20% de la gasolina en Marruecos. Pero el gobierno marroquí no se ha guiado por la popularidad o impopularidad de sus decisiones, sino por la coherencia de las mismas con el objetivo energético nacional definido.

En España, en cambio, seguimos sin hacer análisis energéticos serios, y el Gobierno sigue dando brochazos sueltos y descoordinados sobre el lienzo energético nacional, produciendo de este modo un cuadro de pésima calidad. En España seguimos poniendo parches, buscando simplemente lo más barato, pues lo único que se persigue es cumplir el objetivo comprometido en cuanto a producción de electricidad renovable, como ha quedado de manifiesto en la reciente subasta de energías renovables realizada por el actual gobierno, y en la nueva subasta ya anunciada el 23 de mayo por nuestro presidente, Mariano Rajoy. En España no tenemos en cuenta ni los beneficios sociales, ni la gestionabilidad de las diversas opciones tecnológicas, pues las decisiones tomadas en materia energética durante las últimas décadas evidencian una alta dosis de improvisación y falta de visión de futuro. Y por si esto no fuera suficiente, esta falta de visión de futuro y coordinación se ve agravada por las decisiones tomadas por el Ministerio de Hacienda que impiden a centros nacionales de prestigio internacional, como la Plataforma Solar de Almería, poder ejecutar sus proyectos internacionales plurianuales de I+D que cuentan con fondos europeos, lo cual obligará a tener que devolver a Bruselas dichos fondos, con la consiguiente pérdida de puestos de trabajo e inversión en España, mientras que Marruecos nos da una lección de coherencia y seriedad en materia energética. Ojala que la situación cambie y se logre en España el tan necesitado Pacto por la Energía.

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Récord de renovables en 2016, pero queda trabajo por hacer

Autora: Elena Díaz-Instituto IMDEA Energía

El pasado 7 de Junio la asociación internacional sin ánimo de lucro REN21 publicó el informe sobre el estado global de las energías renovables durante 2016 y principios de 2017, lleno de buenas noticias.

La instalación de nuevas plantas de generación eléctrica de fuentes renovables alcanzó un nuevo récord en 2016, con un total 161 GW que aumentan la capacidad total instalada en un 9% con respecto al año anterior. La tecnología con mayor aumento es la solar fotovoltaica, que supone un 47% de las nuevas instalaciones, a la que siguen la eólica (34%) e hidráulica (15,5%). Además, es el quinto año consecutivo en el que la inversión en energías renovables duplica la de generación por combustibles fósiles. Los países que más han invertido en generación renovable son China y Estados Unidos aunque si se normaliza según el producto interior bruto pasan a serlo Bolivia y Senegal. En la Figura 1 se muestra esta clasificación global junto con la clasificación por tecnologías.

 

Figura 1: Clasificación de los 5 países con mayores inversiones en generación renovable, total y por tecnología (2016).

El 24.5% de la electricidad producida en 2016 fue a partir de fuentes renovables, principalmente hidroeléctrica (Figura 2). Esto, unido al descenso en el uso del carbón y al aumento en la eficiencia energética, ha conseguido mantener estables las emisiones de CO2 a la atmósfera, a pesar de que la tanto la economía global como la demanda energética han aumentado. Esta tendencia refleja claramente el desacoplamiento entre el desarrollo económico y las emisiones, un paso importante en el camino de reducción de emisiones necesario para evitar un aumento mayor de 2 ºC en la temperatura global del planeta.

 

Figura 2: Participación de las energías renovables en la producción eléctrica global (2016).

Es común que, al hablar de energías renovables, salgan a relucir inconvenientes como la falta de gestionabilidad o el excesivo precio. Sin embargo, en este informe se los considera mitos ya que ha habido numerosos avances en ambas direcciones. Se están produciendo cuantiosos progresos y novedades en el ámbito del almacenamiento y la gestionabilidad de forma que en varios países se han podido administrar picos de generación renovable de alrededor o incluso superando el 100%, como Dinamarca o Alemania. Además, los precios están cayendo de forma rápida y continua para todas las tecnologías, en especial fotovoltaica y eólica para las que se han registrado precios de 0.05$/kWh. Es por esto que el argumento de que las energías renovables son aplicables sólo en países ricos ya no es válido. La gran mayoría de las centrales renovables se instalan en países en desarrollo y su participación irá en aumento. Alrededor de 50 de estos países se han comprometido a llegar al 100% de renovables, y no son los únicos. Durante 2016 más de 30 empresas se han unido a RE100, una iniciativa global en la que se comprometen a realizar sus actividades con un 100% de electricidad renovable. Esto demuestra que, además de las ventajas medioambientales, tiene sentido desde el punto de vista económico.

 

Sin embargo, a pesar de todas estas buenas noticias, la transición energética no se está produciendo a la velocidad necesaria como para llegar a los objetivos del Acuerdo de París. Aunque la capacidad instalada aumenta, las inversiones fueron un 23% menores en 2016 que en 2015 y además se centran en energía fotovoltaica y eólica, dejando de lado el resto de tecnologías también muy necesarias para alcanzar las metas fijadas. Por otro lado, se hacen muchos esfuerzos en el ámbito de generación eléctrica pero menos hacia el transporte, calefacción y frío. Finalmente, la existencia de subsidios a los combustibles fósiles es uno de los factores que ralentiza el avance. Globalmente, por cada dólar invertido por los gobiernos en energías renovables, se invierten 4 en perpetuar la dependencia de los combustibles fósiles.

 

La eliminación de esos subsidios es una de las medidas que se proponen en el informe para intentar acelerar la transición. Se plantean otros propuestas, todas relacionadas con la eliminación de la supremacía de las fuentes fósiles para generación de energía, como la creación de políticas que aboguen por las energías renovables, o la desviación del esfuerzo desde el estudio de la carga base de origen fósil hacia la investigación de gestionabilidad y almacenamiento para que las renovables puedan actuar como tal.

 

Nos encontramos en un buen momento para las energías renovables. Se confirma su buen funcionamiento, crecimiento y competitividad frente a las tecnologías convencionales emisoras de gases de efecto invernadero. Sin embargo, debemos trabajar en consolidar y acelerar su crecimiento para alcanzar los objetivos de emisiones en un futuro cercano.

 

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13th Sollab doctoral colloquium on solar concentrating technologies

Autor: Lucía Arribas-Instituto IMDEA Energía

 

Entre los días 15 y 17 de mayo tuvo lugar en Berlín el encuentro anual de jóvenes investigadores en el ámbito de tecnologías de energía solar concentrada, en el que participan investigadores de este ámbito de distintos países de la Unión Europea.

Este coloquio está enmarcado dentro del proyecto Sollab (alianza de laboratorios europeos en sistemas de energía solar térmica concentrada) en el que participan: la Plataforma Solar de Almería (perteneciente al CIEMAT), el DLR (Centro aeroespacial alemán), ETH (Escuela Politécnica Federal de Zúrich, Suiza) y PROMES (unidad de investigación del CNRS, Centro Nacional para la Investigación Científica de Francia). Cada año se encarga una de las instituciones de organizarlo en su país.

Los estudiantes de doctorado de las 4 instituciones presentan sus trabajos, y, además, se invita a estudiantes de otras instituciones que trabajen en este ámbito, como es el caso de la Unidad de Procesos de Alta Temperatura del Instituto IMDEA Energía.

Este año la organización le correspondía al DLR, teniendo lugar en una de las ciudades más visitadas de Europa, Berlín.

Durante los 3 días del coloquio, se presentaron 35 trabajos de tesis enmarcados en los siguientes ámbitos:

  • Termoquímica solar
  • Tratamiento de agua y fotoquímica solar
  • Fotovoltaica concentrada
  • Electroquímica solar
  • Almacenamiento térmico de energía
  • Materiales, medidas y caracterización
  • Sistemas de concentración solar

Este evento anual sirve para poner en común los últimos avances en el ámbito de la energía solar concentrada y, además, es útil para conocer a los investigadores del sector y como entrenamiento en presentaciones para los estudiantes de doctorado.

De la Unidad de Procesos de Alta Temperatura del Instituto IMDEA Energía participaron dos investigadoras. Elena Díaz, que presentó su trabajo bajo el título “Integration of fuel cells in solar thermal plants” y Lucía Arribas con “Directly irradiated fluidized bed reactor for solar thermochemical applications”.

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Comienza el proyecto WASTE2BIO

Con la reunión de lanzamiento celebrada el pasado mes de abril en las instalaciones de IMECAL, se da por iniciado el proyecto WASTE2BIO “Valorization of urban WASTEs TO new generation of BIOethanol” 

Autor: Jose Miguel Oliva  -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT

El pasado mes de abril tuvo lugar la reunión de lanzamiento del proyecto WASTE2BIO “Valorization of urban WASTEs TO new generation of BIOethanol”  (Valorización de residuos urbanos para la producción de bioetanol).

El proyecto, coordinado por IMECAL, está financiado por  ERA-NET Cofund Bioenergy Sustaining the Future 3 (BESTF3) dentro del H2020. Se trata de una  convocatoria internacional conjunta que financia proyectos innovadores en bioenergía con alto componente demostrador liderados por la industria.

El consorcio lo forman cuatro participantes, dos PYMES: IMECAL (Industrias Mecánicas Alcudia S.A. (España) y EXERGY Ldt. (Reino Unido) y dos centros de investigación: la unidad de Procesos Biotecnológicos del IMDEA Energía y la Unidad de Biocarburantes del CIEMAT.

El proyecto tiene una duración de 3 años y tiene como objetivo demostrar y validar un proceso global de recuperación de energía partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos mediante su transformación en bioetanol con el proceso PERSEO Bioethanol® y biogás con objeto de valorizar dichos residuos reduciendo el coste energético e impacto durante su tratamiento.

En el proyecto se proponen varias líneas de trabajo como  la mejora de los diferentes procesos y etapas involucrados en la valorización de la fracción orgánica de los RSU como son el pretratamiento con el fin de obtener una fracción orgánica libre de inertes, la producción de bioetanol, la digestión anaerobia del residuo obtenido tras la fermentación y la producción de fertilizantes. Igualmente se pretende una validación y demostración del proceso a escala semi-industrial que incluya una integración del proceso una evaluación tecno-económica y energética y un análisis de sostenibilidad. Por último se pretende una integración de los resultados del proyecto en el nuevo modelo de tratamiento de RSU definiendo la estrategia de explotación y el modelo de negocio.

Así pues este proyecto, con una aproximación tecnológica cercana al mercado,  pretendedesarrollar un proceso global que disminuya los costes de la gestión de residuos sólidos urbanos respecto a los tratamientos convencionales en un 20%, al mismo tiempo que se reduce el volumen de residuos enviados a vertedero mediante su valorización en bioetanol, biogás y biofertilizantes.

 

 

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Luz solar para producir hidrógeno renovable a partir de biomasa lignocelulósica

Autor: J.L.G. Fierro, Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, Cantoblanco, 28049 Madrid

En un estudio reciente realizado en la Universidad de Cambridge se ha puesto de manifiesto que la biomasa sin procesar (serrín, hojas de vegetales, bálago de cereal) se puede convertir fácilmente  en hidrógeno limpio mediante iluminación con luz solar una disolución acuosa alcalina en la que permanece la biomasa en suspensión y a la que se añaden partículas de un fotocatalizador. El proceso opera en condiciones muy suaves, esto es, presión y temperatura ambientales, lo que contrasta con la tecnología convencional de obtención de hidrógeno a partir de biomasa mediante gasificación. La desventaja de este proceso es que la velocidad de formación de hidrógeno es muy baja.

La lignocelulosa, que es el componente principal de la biomasa del planeta, fue el origen de las reservas de petróleo. Este precursor sometido bajo los estratos sedimentarios de la corteza terrestre a elevadas presiones y temperaturas, en ausencia de aire,  durante millones de años generó las mezclas de hidrocarburos que constituyen el crudo que utilizamos en la actualidad para la producción de combustibles de transporte. Pero las reservas de petróleo han ido disminuyendo de forma muy significativa en las últimas décadas. Esto ha hecho que en la actualidad se exploren vías de transformación del material lignocelulósico en la fabricación de combustibles sintéticos y productos químicos.

La tecnología convencional de fabricación de combustibles sintéticos a partir de biomasa incluye dos etapas: una primera de gasificación para producir una mezcla gaseosa de CO y H2, y una segunda de transformación de esta mezcla en hidrocarburos. El proceso global requiere la construcción de plantas  grandes, lo que implica un coste elevado, a lo que hay que añadir una eficiencia del proceso limitada.

Recientemente un equipo de investigación del laboratorio Christian Doppler de la Universidad de Cambridge, Reino Unido, ha desarrollado una metodología relativamente sencilla que permite extraer el hidrógeno presente en la biomasa lignocelulósica en un solo paso en condiciones ambientales, esto es, temperatura y presión ambiental con el único recurso de la luz solar. Esta tecnología, que ha sido publicada en la revista Nature Energy 2, 17021 (2017) (doi:10.1038/nenergy.2017.21) consiste básicamente en un simple proceso de conversión fotocatalítica. Se añaden partículas del fotocatalízador en la disolución acuosa alcalina y se mantiene en suspensión conjuntamente con la propia biomasa. El conjunto se ilumina con una lámpara que simula la luz solar. Los fotones absorbidos en las partículas de fotocatalizador son capaces de realizar la transformación del material polimérico de la biomasa y generar hidrógeno libre de monóxido de carbono u otras impurezas.

 

Figura 1. Hoja de papel colocada en una disolución alcalina iluminada con luz solar.

La limitación del proceso en la actualidad reside en la baja producción de hidrógeno. Resulta evidente que se requieren escalados sucesivos para establecer si la metodología de laboratorio alcanza un desarrollo industrial. De hecho se ha realizado una patente de aplicación de la prueba de concepto.

Bibliografía

D.W. Wakerley, M.F. Kuehnel, K.L. Orchard, K.H. Ly, T.E. Rosser and E. Reisner, Solar-driven reforming of lignocellulose to H2 with a CdS/CdOx photocatalyst, Nature Energy 2, 1 7021 (2017) (doi:10.1038/nenergy.2017.21)

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CECOER, el centro de control de energías renovables de ACCIONA, incorpora 1.100 MW de clientes en 3 meses

El Centro de Control de Energías Renovables (CECOER) de ACCIONA, que gestiona las instalaciones de la compañía y las de otros promotores a los que representa, ha incorporado en el primer trimestre de 2017 un total de 1.104 megavatios (MW) a su cartera de clientes, correspondientes a instalaciones de las compañías Eolia Renovables (633 MW) y Grupo Vapat (471 MW).

Los respectivos contratos de prestación de servicios, formalizados a través de la sociedad ACCIONA Green Energy Developments, elevan a 12.883 MW la capacidad renovable gestionada actualmente por el CECOER. De dicha potencia, el 69% corresponde a instalaciones propiedad de ACCIONA Energía y el 31% restante a otros promotores.

En el caso de Eolia, el CECOER, actuará como centro de control para parques eólicos que suman 564 MW, y plantas fotovoltaicas con 69 MW de potencia conjunta. Por su parte, el contrato con el Grupo Vapat comprende instalaciones eólicas en España que totalizan 471 MW, informa la compañía en un comunicado.

Agradecemos a nuestros clientes que confíen en ACCIONA para la interlocución con el sistema eléctrico y su representación ante el mercado, mediante una gestión altamente tecnificada orientada a optimizar el rendimiento de sus instalaciones”, ha declarado Santiago Gómez Ramos, director de ACCIONA Green Energy.

Santxo Laspalas, director de Control de Operaciones de ACCIONA Energía, ha expresado por su parte su satisfacción por estos nuevos contratos, “que confirman la alta competitividad y eficiencia de este centro de control en la gestión de instalaciones renovables en cualquier parte del mundo”.

CECOER

Situado en la sede de ACCIONA Energía en Sarriguren (Navarra) y con delegaciones en Chicago y Ciudad de México, el CECOER gestiona en tiempo real el funcionamiento de 294 parques eólicos, con 7.892 aerogeneradores de 13 fabricantes y más de 50 modelos diferentes.

Gestiona asimismo 80 centrales hidroeléctricas, 24 plantas fotovoltaicas, 6 centrales termosolares, 5 plantas de biomasa y 269 subestaciones de transformación, repartidas por 18 países de los cinco continentes. Realiza funciones esenciales para el correcto funcionamiento de las instalaciones supervisadas y la integración de la energía de origen renovable en el sistema eléctrico.

En el caso de España, envía datos en tiempo real a Red Eléctrica de España (REE) sobre la energía producida en cada momento y la previsión de producción en las horas siguientes –entre otros parámetros técnicos-, y atiende las consignas y requisitos de operación emitidas por el operador del sistema para mantener la estabilidad de la red.

También posibilita la gestión de la oferta y venta de energía al mercado eléctrico mayorista y detecta de forma inmediata las incidencias que se puedan producir en las instalaciones supervisadas, solucionando en remoto el 55% de ellas.

 Fuente: energynews

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Proyecto Oresol

Autor: Thorsten Denk

Según la planificación de la Agencia Espacial Europea (ESA), en las próximas décadas, el foco de la exploración espacial tripulada volverá a la luna con el objetivo de establecer una presencia humana permanente (“Moonvillage”). El recurso más importante que se necesitará allí es el oxígeno, tanto para consumo humano como para carburante de cohetes. Si se consiguiera obtener oxígeno in situ en la luna, se ahorraría una parte muy sustancial y costosa de transporte de carga desde la tierra.

El Proyecto DeMoLOP de la Red ERA-STAR Regions (ERA – Space Technologies Applications & Research for the Regions and Medium-Sized Countries – CA-515793-ERA-STAR REGIONS), financiado por la Comisión Europea ha sido el inicio de esta investigación que se está realizando en la Plataforma Solar de Almeria.

En el proyecto DeMoLOP se pretendía investigar la obtención de oxígeno a partir de regolito lunar mediante energía solar concentrada, con el objeto de desarrollar un sistema de demostración completo consistente en: (1) un sistema de extracción de regolito (2) un sistema de reacción para la obtención de oxígeno y (3) un sistema de post-procesamiento para el oxígeno. El proyecto se ha mantenido con recursos propios bajo el nombre de “ORESOL” y se ha centrado en la ejecución del punto 2), desarrollo, construcción, ensayo y caracterización de un dispositivo capaz de llevar a cabo la reacción química con radiación solar concentrada para la ganancia de oxígeno a partir de un “lunar soil simulant” fabricado por la NASA.

El regolito (polvo) lunar es rico en oxígeno (hasta 45%-masa), pero los enlaces químicos son muy fuertes, lo que significa que para su obtención hacen falta temperaturas muy elevadas, por encima de 800ºC. Como consecuencia de estudios previos, se ha seleccionado como reacción química más favorable la reducción del componente del regolito lunar, denominado ilmenita, con hidrógeno a agua, seguida de una electrólisis para la obtención del oxígeno y recuperación del hidrógeno.

FeTiO3 + H2 -> Fe + TiO2 + H2O
2 H2O -> 2 H2 + O2

Una posibilidad atractiva para suministrar la energía necesaria es utilizar sistemas de radiación solar concentrada, que permiten proporcionar altas densidades de flujo energético con las que sería viable alcanzar las temperaturas necesarias para llevar a cabo el proceso.

El proyecto Oresol sólo es el primer paso hacía una planta de producción de oxígeno lunar, por eso se ha simplificado fuertemente el proceso. La investigación se centra en primer lugar en el paso clave del proceso, que es el reactor solar. Como concentrador solar se utiliza el Horno Solar de la Plataforma Solar de Almería. Como concepto del reactor Oresol se eligió un reactor de lecho fluidizado de baja expansión con operación en continuo, radiación solar concentrada en vertical, y absorción directa, quiere decir a través de una ventana de cuarzo. El reactor está diseñado en el caso de operación con hidrógeno puro para la producción de hasta 700g de agua cada hora, consumiendo en este tiempo aprox. 60 kg de regolito. A finales de abril de 2017 se ha concluido la primera etapa de ensayos. Se ha demostrado con éxito el funcionamiento del reactor con radiación solar altamente concentrada por encima de 900ºC y se han hechos los primeros pasos de producción de agua a partir de la arena lunar.

 

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Valorización del residuo de la paja de arroz: Proyecto WALEVA

Autor: Marta Paniagua-URJC

El proyecto WALEVA tiene como objetivo demostrar la viabilidad de la valorización del residuo de la paja de arroz en ácido levulínico. Para ello se ha construido una planta piloto situada en el Centro Tecnológico José Lladó de Técnicas Reunidas (San Fernando de Henares). El pasado 16 de marzo se celebró un Workshop y una visita a la planta.

España es el 2º productor de arroz de la UE, siendo la región de Extremadura la 2ª productora nacional (23 % – 25000 ha). Se generan 0,8 toneladas de paja por cada tonelada de arroz producida, por lo que los agricultores disponen de un gran volumen de estos residuos, que prácticamente no cuentan con ningún uso comercial (baja digestibilidad y alto contenido en silicio). Por tanto, su principal salida en la actualidad es la quema, emitiendo de esta manera gran cantidad de dióxido de carbono a la atmósfera (4,1 millones de toneladas de CO2/año en la UE).

El proyecto Waleva surge como una posible solución a este problema, cuyo objetivo principal es el desarrollo de un proceso de transformación en ácido levulínico, compuesto químico con gran variedad de aplicaciones en multitud de sectores industriales, incluyendo el farmacéutico, los biocombustibles, el químico y el alimentario.

Dentro del proyecto WALEVA:

  • El Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura (CICYTEX) se encarga de la logística de la recogida de la paja, su caracterización físico-química y el estudio de las condiciones óptimas de almacenamiento.
  • Técnicas Reunidas se encarga de desarrollar el proceso de transformación de la paja en ácido levulínico a escala semi-industrial, el diseño y construcción de módulos de almacenamiento y de planta piloto así como el estudio de la viabilidad económica y energética del proceso.
  • La Federación Empresarial de la Industria Química Española (FEIQUE) lleva a cabo la divulgación de resultados a nivel europeo, nacional y regional.

Los principales objetivos de proyecto son:

  • El escalado del proceso WALEVA y el diseño y la construcción de una planta piloto para la demostración de la tecnología.
  • La valorización de un residuo agrícola de complejo tratamiento como es la paja de arroz.
  • Demostrar la viabilidad tecno-económica y ambiental de la tecnología desarrollando a nivel conceptual una planta a escala industrial.

Dicho proyecto está financiado por LIFE, instrumento financiero de la UE que apoya proyectos de carácter ambiental, de conservación de la naturaleza y de cambio climático en toda la UE.

La planta piloto situada en el Centro Tecnológico José Lladó de Técnicas reunidas cuenta con una capacidad de 500 kg paja de arroz/mes y una producción de 150 g de ácido levulínico por hora. El rendimiento esperado es del 18-22% en ácido levulínico con una pureza del 95-98%.

Fuente: http://waleva.eu/es/

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Conferencia Europea de Biomasa

El próximo Junio se celebrará en Estocolmo la “25th European Biomass Conference and Exhibition. Esta Conferencia es la de mayor importancia en Biomasa y Bioenergía de Europa, donde se muestran los últimos avances científicos y tecnológicos. Además presenta una amplia exhibición en la que numerosos fabricantes, proveedores y distribuidores ponen de manifiesto sus novedades tecnológicas.

 Autor: [Felicia Sáez -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT]

 La Conferencia está organizada en cinco áreas temáticas encauzadas al aprovechamiento energético de la biomasa. Dichos áreas técnicas incluyen los diversos recursos biomásicos, tecnologías de conversión para la obtención de calor y/o electricidad, tecnología de conversión para la obtención de biocarburantes y bioproductos y el área de política, mercado y sostenibilidad.

 La Unidad de Biocarburantes de Ciemat, que participa regularmente en las ediciones de este Congreso, presentará su contribución con tres trabajos de investigación, cuyos títulos son: “Bioethanol and Xylooligosaccharides Production from Agricultural Residue”, “Valorization of extracted olive oil pomace residue through conversion into bioetanol and

Bioproducts” y “Assessing biomass resources from olive oil production in Spain”

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Avances en la tecnología de pirolisis flash de biomasa

[Autor: Juan M. Moreno-Investigador Senior del Instituto IMDEA Energía]

En el mes de octubre pasado se publicó la última newsletter del Task 34 de IEA Bioenergy. (http://task34.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/2016/10/Issue-39-Task-34-Newslettter-Oct-2016.pdf) En esta publicación se recogen entre otras, noticias relativas a desarrollo del mercado de bio oil (la elaboración de una norma europea ( EN 16900) para uso de bio-oil de pirólisis en calderas industriales y  nuevo proyecto H2020 para utilización de bio oil en calefacción residencial ( Residue2Heat)) y al proceso y mejoras tecnológicas del mismo (base de datos actualizada con las plantas demo de pirólisis en el mundo,  nuevo desarrollo de ECN de un  proceso integrado ( PYRENA) de pirólisis catalítica y  nueva instalación a escala piloto para producción de hidrocarburos en proyecto del DoE).

Norma EN16900: La aplicación de la tecnología de pirólisis flash para conversión de biomasa en líquidos cuenta en Europa con dos plantas comerciales, una en Finlandia (Fortum) y otra en Holanda (Empyro) que son las primeras de su categoría.  La fracción líquida del proceso, conocida por sus siglas en inglés como Fast pyrolysis bio oil (FPBO), tiene un primer uso como combustible para calderas y en general para motores de combustión interna estacionarios y al igual que ocurre con el resto de combustibles, es preciso disponer de la correspondiente norma en base a la cual certificar la adecuación al uso de este biocombustible a la aplicación.

La elaboración de esta norma, corre a cargo del WG41 dentro del Comité Técnico CEN/TC019 y se espera la publicación de la norma EN16900 en este año 2017. En esta norma se especificarán los requerimientos y métodos de ensayo para uso en calderas industriales (>1 MW de capacidad térmica), no para uso doméstico. Entre las propiedades requeridas para el uso, se especificarán valores como poder calorífico, contenido en agua, pH, densidad, punto de congelación y contenido en nitrógeno y en cuanto a requerimientos respecto de emisiones y quemadores, se definirán dos grados que requerirán diferente grado de tratamiento de gases de combustión. Estos grados, se definirán en función de propiedades tales como viscosidad cinemática, contenido en azufre, sólidos, cenizas y metales como Na, K, Ca y Mg.

Nuevo proyecto Residue2Heat (H2020): con participación de 9 socios de 5 países, dentro de la categoría RIA y con el objetivo de desarrollar el concepto para utilización en calefacción residencial del bio oil de pirólisis. Los retos del proyecto incluyen la revalorización y reciclado de subproductos, nuevos conceptos de quemadores, estandarización del combustible, …

Base de datos de plantas demo de pirólisis elaborada por IEA Bioenergy Task 34: (http://demoplants21.bioenergy2020.eu/projects/displaymap/twhWVt)  en la que se recogen referencias de más de 30 instalaciones con ubicación geográfica, tecnología en desarrollo, materias primas, productos , inversión, etc.

PYRENA: Nuevo esquema de proceso desarrollado por ECN que combina la pirólisis catalítica con gasificación y combustión optimizando el balance de calor y con producción de bio oil de mejor calidad tanto para su integración en refinerías como para su utilización en producción de químicos de alto valor añadido como azúcares, fenoles, etc. (https://www.ecn.nl/publicaties/PdfFetch.aspx?nr=ECN-L–15-086)

Nueva instalación piloto para upgrading de productos de pirólisis: en colaboración con GRACE y ZETON, se ha construido un nuevo sistema experimental en el que se acopla la pirólisis de biomasa con el reactor” Davison Circulating Riser Reactor (DCR)” y ensayo en este último de diferentes catalizadores desarrollados por Johnson Matthey, NREL y WR Grace. Una vez completados los ensayos, se pasará a planta de NREL con capacidad para procesar 500 kg biomasa/día. La ventaja esperada con esta nueva tecnología es la integración de la pirolisis con procesos existentes en refinería y la consecuente reducción de costes. Se estima que la aplicación a las 110 unidades de FCC existentes en USA permitiría la producción de 8 billones de galones/año de biocombustibles.

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