Objetivo: La descarbonización de nuestro sistema energético

AUTOR  | Manuel Romero. IMDEA Energía

Los principales retos que deben guiar la investigación y la innovación tecnológica pasan por la eliminación de las emisiones de gases de efecto invernadero y la integración de nuevas soluciones de ahorro energético

El CO2, de entre el conjunto de emisiones de gases de efecto invernadero, es responsable de un 60% del calentamiento global, habiendo alcanzado el pasado año 2018 la cifra récord de 33,1 Gt emitidos a la atmósfera (https://www.iea.org/geco/emissions/). Dichas emisiones proceden fundamentalmente de la combustión de combustibles fósiles. Tras una desaceleración en los años 2015 y 2016, se registra un repunte del crecimiento en las emisiones vinculadas claramente a los sectores de la generación eléctrica y el transporte. Cabe reseñar que en el año 2018 las emisiones de CO2 crecieron un 1.7%, representando las centrales térmicas de carbón, con 10 Gt de CO2, un 30% del total de emisiones mundial. En este contexto, resulta urgente el desarrollo de nuevas tecnologías energéticas que contribuyan a la eliminación de dichas emisiones y la integración de nuevas soluciones de ahorro energético. Son estos, los principales retos que deben guiar la investigación y la innovación tecnológica. 

Dentro de la red de Institutos IMDEA, la Fundación IMDEA Energía alberga aquellas actividades de I+D+i que se enmarcan dentro de los ámbitos de las energías renovables y las tecnologías energéticas limpias con impacto significativo en la descarbonización de nuestro sistema energético. IMDEA Energía prioriza sus líneas de investigación sobre los grandes retos sociales y los objetivos fundamentales del marco europeo de clima y energía para 2030, tales como la reducción drástica de emisiones, una penetración masiva de las energías renovables y un fuerte incremento de la eficiencia energética. Entre sus principales temas de investigación se encuentran la producción de combustibles sostenibles; los sistemas y tecnologías de aprovechamiento de la energía solar; el almacenamiento de energía; la gestión inteligente de la demanda de electricidad; la eficiencia energética en edificios, procesos industriales y aplicaciones medioambientales; la valorización de CO2 para su conversión en productos de alta demanda en el mercado y la realización de estudios de sostenibilidad de las nuevas tecnologías y los sistemas energéticos, así como modelización de escenarios para la planificación energética. 


IMDEA Energía prioriza sus líneas de investigación sobre los grandes retos sociales y los objetivos fundamentales del marco europeo de clima y energía para 2030, tales como la reducción drástica de emisiones, una penetración masiva de las energías renovables y un fuerte incremento de la eficiencia energética

La Fundación IMDEA Energía tiene su sede en un edificio de aproximadamente 8.000 m2 de superficie construida, ubicado en una parcela de 10.000 m2 del Parque Tecnológico de Móstoles. Se trata de un moderno edificio sostenible que ha recibido la calificación energética A y la prestigiosa certificación Leed Oro por la importante integración de geotermia, cogeneración, energía solar térmica, generación fotovoltaica y suelo radiante, así como por el uso eficiente del agua y la calidad del ambiente interior. Esto permite a sus investigadores desarrollar su trabajo en un entorno acogedor con laboratorios de investigación bien equipados, diversas naves con plantas piloto e instalaciones de demostración. Como consecuencia, las infraestructuras del Instituto permiten abordar proyectos de investigación desde la etapa inicial en laboratorio hasta el ensayo de prototipos y tecnologías pre-comerciales. 

Se desarrollan en la actualidad dos proyectos financiados por el European Research Council (ERC), en su modalidad Consolidator Grant para investigadores excelentes con al menos 7 años de experiencia investigadora post-doctoral, que son un buen ejemplo de tecnologías energéticas avanzadas y de gran actualidad, en este caso en el ámbito de la fotosíntesis artificial y de las baterías de flujo. En el primero de dichos proyectos, HyMap “Hybrid Materials for Artificial Photosynthesis”, se están consiguiendo notables avances en el desarrollo de fotocatalizadores con elevada actividad en la producción de hidrógeno, así como en la valorización de CO2. Por otra parte, el proyecto MFreeB “Membrane-Free Redox Flow Batteries”, tiene por objetivo el desarrollar un nuevo concepto de baterías de flujo en la que se eliminan las costosas membranas para la separación de los electrolitos y se evita el uso de electrolitos tóxicos como el Vanadio, lo que abre las puertas a su futura aplicación como sistema de almacenamiento a gran escala en sistemas de generación renovable.

En el ámbito de la producción de combustibles sostenibles a partir de energías renovables, cabe mencionar el desarrollo llevado a cabo en el proyecto europeo H2020 SUN-to-LIQUID. En dicho proyecto IMDEA Energía acoge en su campo solar de helióstatos los ensayos de un reactor solar que, operando a elevadas temperaturas (1.500ºC) y altas concentraciones de radiación solar, produce gas de síntesis a partir de agua y CO2, que posteriormente es convertido en combustible líquido sintético en un reactor catalítico. Dicho combustible, 100% solar, se puede aplicar en el sector del transporte aéreo para cumplir con sus objetivos de reducción de emisiones en el año 2050.

Dentro de los proyectos de colaboración con la industria y empresas energéticas, destaca el proyecto RITSE Reduced Inertia Transient Stability Enhancement, financiado por Red Eléctrica de España e iniciado en el año 2018. En dicho proyecto se pretende incrementar la estabilidad transitoria de las redes eléctricas en un futuro sistema eléctrico con alta penetración de energías renovables y baja inercia. IMDEA Energía estudia la introducción de métodos de compensación de las inestabilidades mediante la introducción de baterías como emuladores de inercia y máquinas síncronas virtuales.

El gran impacto social de las líneas de investigación del Instituto en los sectores de generación eléctrica, climatización residencial, calor de proceso industrial y transporte, así como la excelencia científica y tecnológica de los resultados producidos, han convertido en poco tiempo al centro regional, de la Comunidad de Madrid, IMDEA Energía en un referente internacional y reconocido actor en investigación energética, con especial énfasis en las tecnologías conducentes a una economía neutra en carbono.

 

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