Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) en 2020 se inicio “la década de las renovables”, y  a pesar de la pandemia de COVID-19, la capacidad energética renovable mundial aumentó en 260 GW en 2020, batiendo el récord anterior en casi un 50%.

Pese a la desaceleración económica causada por la pandemia de la COVID-19, la capacidad energética renovable mundial presentó en 2020 un aumento que no solo superó las primeras estimaciones, sino que además batieron todos los récords anteriores en cuanto a su crecimiento

.

Los mejores datos a nivel mundial

 

No son muchos los sectores económicos que han podido hacer frente a la crisis causada por la calamidad del coronavirus y hayan salido reforzados. Sin embargo, las renovables lograron salir airosas de esta difícil situación, demostrando que el cambio del modelo energético está aquí para quedarse, y que se están invirtiendo grandes cantidades de dinero en lo que será el futuro de la generación.

Mientras el PIB se desplomaba a lo largo y ancho del planeta, también se ponían en marcha nuevas instalaciones de generación eléctrica de origen limpio. IRENA declara que en total las instalaciones crecieron a un ritmo récord del 10,3%.

El acrecentamiento de la cuota de renovables es en parte atribuible a su coincidencia con la parada y desmantelamiento de instalaciones de generación eléctrica a partir de energías más contaminantes. Estas acciones fueron llevadas a cabo en Europa, Norteamérica y por primera vez en Eurasia (Armenia, Azerbaiyán, Georgia, Federación Rusa y Turquía), marcando un retroceso de 6,4% para el sector fósil.

Esto pone de manifiesto la continua tendencia a la baja de la expansión de dichos combustibles. 2020 fue también un gran año para el cierre del carbón en España, gracias al apagado de hasta siete grupos eléctricos próximos a las cuencas mineras.

China y Estados Unidos de América fueron los dos mercados de crecimiento más destacados en 2020. Brasil, India, Alemania, Japón y Canadá continúan esta lista con unos PIB gigantes, posicionándose justo antes de España.

China, el eterno cabecilla mundial del mercado de las renovables, sumó 136 GW el año pasado, invirtiendo mayormente en el sector eólico (72 GW) y solar (49 GW). Aunque no se acerca a los impresionantes valores del líder asiático, Estados Unidos ocupa el segundo puesto con casi un 80 % más que en 2019, repartidos entre energía solar (15 GW) y eólica (unos 14 GW).

 

Evolución de capacidad instalada por sector energético

 

De toda la nueva capacidad de generación eléctrica, las energías renovables consiguieron por segundo año consecutivo un significativo aumento. Estos números se hacen aún más notorios al comparar los valores de la hidráulica, eólica, solar y bioenergía entre 2010 y 2020. Las instalaciones eléctricas agregadas este último año fueron en su mayoría renovables, superando el 80%, del cual, la energía solar y eólica tienen la mayor representación.

  • Energía solar: El año pasado se evidenció una gran expansión en capacidad eólica instalada en países del continente asiático. Se registraron importantes incrementos de capacidad en China (49 GW) y Vietnam (11 GW). Japón también sumó más de 5 GW y la India y la República de Corea ampliaron su capacidad solar en más de 4 GW. Por otro lado, Estados Unidos agregó 15 GW.
  • Energía eólica: La energía eólica casi duplica su expansión en entre 2019 y 2020, pasando de 58 GW a 111GW. China agregó 72 GW de nueva capacidad, seguida de Estados Unidos de América (14 GW). La energía eólica marina se incluye en este sector, y su crecimiento llegó a alcanzar un 5 % de la capacidad eólica total.
  • Energía hidroeléctrica: Proyectos demorados de 2019 lograron ponerse en marcha en 2020, permitiendo que este sector logrará un subidón. China agregó 12 GW de capacidad, seguida de Turquía con 2,5 GW.
  • Bioenergía: A pesar de no superar, o siquiera acercarse la marca de 2019 (2,5 GW frente a 6,4 GW) los esfuerzos en el sector bioenergético también suman. China amplió su capacidad en más de 2 GW. Europa registró un crecimiento importante durante el último año, agregando 1,2 GW a su capacidad bioenergética.
  • Energía geotérmica: En 2020, muy poca capacidad fue adicionada. Turquía agregó 99 MW, mientras que Nueva Zelanda, Estados Unidos de América e Italia registraron pequeños incrementos.
  • Electricidad sin conexión a la red: La capacidad sin conexión a la red aumentó en 365 MW en 2020 (2 %) hasta alcanzar los 10,6 GW. La energía solar no conectada sumó 250 MW llegando a los 4,3 GW, y la hidroeléctrica permaneció prácticamente invariable, en alrededor de 1,8 GW.

 

Los coches eléctricos también marcan ventas históricas

Otro punto en el que la lucha contra la contaminación ha logrado marcar ua diferencia a pesar de las dificultades impuestas por el coronavirus en tantos sentidos es la venta de coches eléctricos, alcanzando cifras sin precedentes en distintas partes del mundo. Aunque el confinamiento ha obligado a todos a permanecer en casa en distintas ocasiones, tener un coche propio es necesario. Y aparentemente, cada día son más visibles tanto las ventajas de estos modelos como la necesidad de sumarse a este gran cambio.

A nivel global se lograron vender 2,8 millones de vehículos eléctricos, generando un 33% más ventas que en 2019. Casi la mitad de las unidades fueron comercializadas en China (1,3 millones), pero la Unión Europea le sigue pisando los talones a las cifras del gigante asiático en energías limpias, logrando 1,2 millones de unidades. Pero, lo más notable es que esto supone un aumento del 114% con respecto al año anterior para la UE.

El tercer mayor vendedor fue Estados Unidos con una cantidad importante aunque no se acerque a las anteriores con 348.000 unidades vendidas.

 

España dispara sus renovables en plena pandemia y vuelve al 'G-8 verde' que lidera China

 

 

A pesar de que el recorte regulatorio aprobado sobre las antiguas primas causara una breve parada, finalmente España pisó el acelerador “verde” para aumentar su capacidad instalada un 7,9% en comparación con el año anterior. Este gran esfuerzo ha llevado al país a ubicarse como el octavo país del mundo con mayor inversión acumulada en renovables.

De Europa, únicamente Alemania y Holanda lograron rebasar la marca española en capacidad de generación a partir de energías limpias instalada durante los tiempos duros y de incertidumbre del coronavirus. Dichas instalaciones se asocian a subastas renovables realizadas por el Gobierno del PP en años previos, sumándose otras inversiones de carácter netamente privado. En conjunto, se logró poner en marcha 4,33 MW durante 2020.

Esto, sumado al apagado de siete grupos eléctricos próximos a las cuencas mineras, hizo que el año pasado fuera ampliamente importante para España y su evolución verde. Las proyecciones en este sector son muy positivas. En un futuro próximo podremos ver la adición de otros 3MW de potencia adjudicada por el actual Gobierno el pasado mes de enero.

Un 53% de la energía eléctrica consumida en 2020 tuvo origen en las renovables. Y es que las nuevas instalaciones, aunado a las favorables condiciones climáticas de viento, sol y agua hicieron posible este gran avance.

Esto, no solo beneficia al consumidor final quien se suma a las acciones verdes, también ayuda a reducir la grave dependencia de las energética fósil extranjera que ha vivido España desde hace tanto tiempo y esperemos que se termine traduciendo en una reducción de los elevados costes actuales de la energía.

 

A pesar de todas las dificultades y la incertidumbre que trajo el 2020, la energía renovable emergió como un motivo de innegable optimismo de cara a un futuro energético más limpio y resiliente.

Estoy de acuerdo con que el año 2020 marca el inicio de la década de las renovables. Los costos bajan, y lo seguirán haciendo mientras mejora la eficiencia, los mercados de tecnologías limpias crecen. Las ventajas de la transición energética son ahora claras, y aunque aún queda mucho por hacer, este impulso ya no se puede parar.

 

 

 

Alejandro Betancourt

De las muchas alternativas energéticas sostenibles, la solar es de las principales en cuanto a potencial como fuente limpia para el futuro. Las grandes consecuencias del cambio climático exigen cada día más y mejores opciones para dejar de lado las energías fósiles convencionales.

Aunque la adopción de energía fotovoltaica se lleva a cabo de manera convencional en tejados y granjas solares, todavía quedan muchas oportunidades que explorar. Y estas se han venido estudiando y expandiendo a gran velocidad durante la última década.

 

paneles-solares-transparentes

Foto: Universidad Autónoma de Sinaloa

 

En la búsqueda de estas iniciativas, se ha logrado un significativo avance para la tecnología actual de las células solares: las placas solares transparente. Esta creación nos deja un paso más cerca de ese futuro libre de emisiones prometido a las próximas generaciones que esperan poder disfrutar de energía libre de contaminación para sus pulmones y el planeta.

 

¿Qué son las placas solares transparentes?

Las placas solares transparentes o vidrios fotovoltaicos son laminares de cristal recubiertos con una película fotosensible hecha de una mezcla de materiales orgánicos (carbono, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno), capaces de convertir la energía solar en electricidad.

Estos dispositivos de alta potencia son una invención en progreso que no pretende reemplazar el logro de los paneles solares. Por el contrario, su intención es complementar la labor de estos últimos en la generación de energía. El trabajo en conjunto de ambos instrumentos logrará una mayor eficiencia energética para este género sustentable.

La idea que parecía lejana se acerca cada vez más a la realidad. Investigadores de la Universidad de Michigan han creado paneles solares 100% transparentes. Estos tienen la capacidad de absorber la luz ultravioleta y luces infrarrojas, para acumularla en las células solares fotovoltaicas y luego transformarlas en electricidad. Todo esto mientras reduce el reflejo y el calor en el interior sin afectar la estética.

 

Diferencias con las células solares convencionales

 

 

Los paneles que todos conocemos, los convencionales, están fabricados de silicio o arseniuro de galio, y son capaces de transformar la radiación solar en electricidad con una eficiencia entre el 15 y el 22%.

Los paneles transparentes tienen una cobertura que puede ser de "tipo húmedo" (basadas en solución) o "tipo seco" (compuestas por semiconductores de óxido metálico), siendo esta última más fiable, ecológica y rentable.

Con los de diseño orgánico se ha logrado una eficiencia de 8,1% y un 43,3% de transparencia, y un aspecto similar al del vidrio de las gafas de sol o las ventanas de los coches por su tonalidad verde grisácea.

Mientras que modelos fabricados con electrodo de óxido de indio y estaño mejoraron su eficiencia y transparencia tras usar un electrodo de plata, alcanzando un 10,8% y un 45,8 respectivamente. Sin embargo, la tonalidad verdosa puede no ser agradable para ciertas aplicaciones.

Investigadores del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), de la Universidad de Michigan, de la MIT y de la Universidad Nacional de Incheon de la República de Corea, trabajan en sus diferentes versiones de paneles transparentes con un mismo fin: aumentar su eficiencia y durabilidad.

El objetivo es alcanzar una eficiencia de utilización de la luz del 7% (actualmente va de 2 a 5%) y extender la vida útil de la célula a aproximadamente 10 años.

 

Ventajas de este novedoso material

  • No hay que descartar que la baja eficiencia de utilización de luz, ya que se ve compensada con la amplia utilización de estos vidrios. Si, por ejemplo, se cubren todas las ventanas de un enorme rascacielos, con 5% de eficiencia se puede satisfacer un más de una cuarta parte de todas las necesidades de electricidad del inmueble sin problema.
  • Se instalan sobre superficies existentes (edificios casas, invernaderos, coches) sin la necesidad de ocupar grandes espacios para su instalación y funcionamiento, como lo hacen las granjas solares tradicionales.
  • Lo anterior también favorece a la reducción de la contaminación visual. Es una alternativa sostenible imperceptible ante el ojo humano, que no afecta a su entorno ni al ambiente.
  • Científicos de MIT declaran que la fabricación de los nuevos fotovoltaicos transparentes son respetuosos con el medio ambiente y no consumen mucha energía. De hecho, los recubrimientos se pueden colocar sobre prácticamente cualquier tipo de superficie (no necesariamente sobre vidrio). Incluso podrían producirse ahorros más significativos durante la instalación, aprovechando de la infraestructura existente.

 

Aplicaciones de paneles solares transparentes

En cuanto a las aplicaciones potenciales, las posibilidades son muy extensas. Podrían estar en todo lo que te rodea, incluidas todas tus ventanas, y no lo sabrías. Algún día, podrían instalarse en objetos cotidianos en el entorno urbano sin afectarlo en lo absoluto (edificios de vidrio, automóviles eléctricos, teléfonos inteligentes y sensores), transformando superficies en todas partes en sistemas de recolección de energía de bajo costo.

 

Rascacielos y ventanas generarán energía

 

 

La aplicación con mayor potencial para los paneles solares transparentes esta sin duda en los edificios comerciales, particularmente los de gran altura. Estos están cubiertos con ventanas, estructuras que comúnmente aportan la menor eficiencia energética a dichas construcciones. Además, se enfrentan a otro gran desafío: los edificios no tienen suficiente espacio en el techo para instalaciones fotovoltaicas.

Las ventanas de un rascacielos, por ejemplo, proporcionan una vasta área vertical directamente expuesta a la brillante luz del sol de la mañana y de la tarde. Poner paneles solares transparentes en cada ventana que permitiría aprovechar las horas de luz, ayudando a que los edificios se conviertan en generadores de energía. Así, incrementan su contribución a la red energética sin cambiar su apariencia.

De hecho, Richard Lunt, profesor asociado de Ingeniería Química y Ciencia de Materiales de la Universidad de Michigan State, considera que:

Hasta el 40% de la demanda anual de energía de un país como Estados Unidos podría estar cubierta por las ventanas eficientes, es decir, por placas solares transparentes ubicadas en los vidrios de las viviendas.

Ciudades como Nueva York, Pekín, Abu Dabi, Doha y Singapur se disputan el liderazgo de los rascacielos más altos, con diseño arquitectónico innovador y cada vez más sostenibles. Así que esta alternativa podría ayudarlas a hacer que sus majestuosas edificaciones sean además generadores de energías renovables.

 

Paneles transparentes para vehículos

El sector automovilístico, específicamente los vehículos eléctricos sería la segunda gran opción de aplicación de las células fotovoltaicas transparentes. La instalación de las mismas en las ventanillas de cada coche implicaría un aumento en su autonomía, permitiéndoles aprovechar o almacenar en sus baterías la energía generada (que es hasta ahora uno de los mayores retos a superar para conseguir una implantación masiva). Si bien los paneles transparentes no serían su fuente de energía principal, se estima que sí podrían ser una opción complementaria muy interesante, pues además de conseguir esa mayor autonomía reduciría los costos en electricidad y las emisiones de generarla.

 

Incorporar células solares en invernaderos

Un estudio reciente ha demostrado que es viable la adición de células solares orgánicas semitransparentes (ST-OSC) a una estructura de invernadero. Estos permiten llevar a cabo el cultivo de plantas y la generación de electricidad de manera simultánea, reduciendo la demanda de energía del invernadero sin incidir el crecimiento o la salud de las plantas.

Las plantas no usan todas las longitudes de onda de la luz para la fotosíntesis. Por eso, surge la idea de crear células solares orgánicas semitransparentes que absorban las longitudes de onda de luz que las plantas no necesitan, e incorporarlas en los invernaderos.

Esta alternativa de cultivo fue evaluada haciendo crecer la lechuga de hoja roja en cámaras de invernadero durante 30 días bajo las mismas condiciones, variando la luz. Los investigadores evaluaron las respuestas de las plantas a los diferentes tipos de luz y no pudieron observar ninguna diferencia significativa entre el grupo de control y los grupos experimentales ni tampoco aplicando los diferentes filtros.

Conviene remarcar que no hay oposición a esta alternativa, y que realmente, el único reto a solucionar es el factor económico que implica su implementación. Sin embargo, dicha inversión como ocurre con otras renovables se amortice en el tiempo con la generación de energía limpia y el ahorro consiguiente, y es seguro que su eficiencia y costo continuará mejorando

 

El trabajo para optimizar los paneles solares transparentes continúa. Desde distintos laboratorios de todo el mundo se está transformando la energía a través de la investigación y el desarrollo de esta brillante invención. Y aunque ya contamos con prototipos en laboratorio que demuestran su viabilidad, todavía no está listo para su fabricación masiva y venta lo cual se espera que empecemos a ver dentro de unos dos años.

Si bien esta tecnología no salvará el planeta ni proporcionará toda la energía libre de emisiones que necesita, es una parte innovadora y creativa más de la solución global. Sus mayores atractivos son que se puede agregar a estructuras vehículos y maquinaria ya existente y que por tanto no requerirá dedicar áreas adicionales a la recolección de energía solar. Son las muchas superficies transparentes que nos rodean.

 

 

Alejandro Betancourt

 El cambio climático y el medio ambiente son temas de actualidad y gran relevancia a nivel global. Pasaron de ser un constante reclamo general de científicos y organizaciones sociales, a considerarse una prioridad actual y parte indispensable de las agendas política, económica y empresarial de la mayoría de gobiernos.

Este auge provocó que diversos países se unieran en el “Acuerdo de París de 2015”. En este se plantea trabajar desde el 2020 en hacer realidad una transición energética y establecer cimientos para una económica totalmente descarbonizada de cara al 2030.

 

 Descarbonizacón

 

La UE ha asumido un papel de liderazgo y un gran compromiso en esta lucha. A través del protocolo de Kioto, esta región fijó ciertos objetivos históricos:

  • Enfrentar el cambio climático a través de una acción en conjunta internacional para la reducción en un 20% de las emisiones de gases con efecto invernadero.
  • Permitir que los ecosistemas puedan adaptarse al cambio climático de forma totalmente natural.

Según un reporte presentado por el Consejo Europeo, estos objetivos se han cumplido con creces, y además pronostican que para el año 2030 las emisiones de CO2 se reduzcan en un 40%:

“La UE ha podido superar estos objetivos. Para 2018, las emisiones de gases de efecto invernadero se habían reducido en un 23 % en total, tres puntos por encima del objetivo inicial que era de unos 20 %”

 

Estabilización para la próxima década

 

Objetivos descarbonización

 

Siendo muy optimistas y con los objetivos previos cumplidos, este año arrancó una década con objetivos totalmente renovados. Es un largo camino que tendrá la mirada puesta en el año 2030 y 2050. La UE tiene previsto reducir las emisiones de CO2 un 40% más para los próximos 10 años, así como también aumentar en un 32% las cuotas de energías renovables.

Además, se ha empezado a trabajar en el nuevo proyecto denominado “El Pacto Verde”, su objetivo es alcanzar una economía totalmente descarbonizada con una estrategia energética que se centre 100% en las renovables para el año 2050.

 

España también piensa en la próxima década 

 

¿Cómo formaría parte España en este gran cambio? Según el PNIEC (Plan Nacional Integrado de Energía y Clima) recibido por la comisión europea el pasado febrero del 2020, se establece una ruta muy clara en la política energética para los próximos 10 años. Según Alberto Martin, responsable en España del sector Energía y Recursos Naturales de KPMG:

“España ya cuenta con un gran nivel de descarbonización en la actualidad, por lo cual se vería perfectamente integrada a esta nueva estrategia europea”.

Al analizar el PNIEC, se puede observar cómo las renovables se convertirán en el pilar fundamental de la descarbonización global. Y considerando que la situación geográfica de España favorece considerablemente su producción e implementación, debido al gran nivel de sol, viento y vastas extensiones de terrenos poco habitados en el interior de la península, se concluye que este país se encuentra altamente preparado para incrementar el uso de las energías verdes.

Por otra parte, un 35% de la energía eléctrica española es generada a través de las renovables. Y esta cuota incrementará poco a poco, hasta representar el 35% de la energía total consumida y el 70% del sistema eléctrico para el 2030.

El PNIEC procura instalar al menos 3000 MW renovables al año. Por esto y más, España tiene el gran potencial de ser uno de los protagonistas clave en este gran proceso de descarbonización y dependencia renovable por el que tanto se viene luchando en los últimos años.

Los retos de cara a la descarbonización

En el camino hacia toda transición siempre existirán retos a enfrentar y superar para lograr los objetivos. Según Rory McCarthy, analista principal de almacenamiento de energía, para lograr una descarbonización absoluta se deben trabajar en estos 4 desafíos:

 

1.      La economía del Hidrógeno llegó, pero aún se basa en los hidrocarburos

 

Hidrógeno verde

 

El hidrógeno es un elemento muy relevante y prometedor en el camino de la transición energética. Hoy en día es muy usado como combustible de complementación, en producción de energía o como desplazador de otros sectores que son muy difíciles de descarbonizar, como el del calor industrial.

Técnicamente se producen más de 100 millones de toneladas anualmente a nivel mundial. A pesar de esto, actualmente un 99,6% de esa producción proviene de fuentes intensivas de carbono. El hidrógeno gris, generado a través de la reforma del gas natural, constituye la mayor parte. Seguidamente está el hidrógeno marrón, proveniente de los gases del carbono.

El hidrógeno verde y azul, adquirido a partir de las tecnologías bajas y limpias (no poseen carbono), actualmente representan una minúscula parte. Sin duda, al hidrógeno aún le queda un camino largo por recorrer y poder cumplir con todas las expectativas.

 

2.      La producción de hidrógeno verde es aún incipiente

 

El mercado del hidrógeno verde (HV) está lleno de productores con volúmenes pequeños y débiles. Incluso estos, no empezaron a surgir hasta el año 2017, cuando se estableció el Consejo Del Hidrógeno. Hasta ahora, ningún país ha mostradoun gran compromiso por invertir en este potencial elemento. 

Si hablamos de la oferta y la demanda, el mercado del hidrógeno aún no está listo para cumplir con los objetivos establecidos en el “Pacto Verde” y otras estrategias regionales. Pero eso no quiere decir que el hidrógeno verde no sea una parte importante de la solución.

Según la cartera de proyectos realizada por McCarthy, se verá un claro crecimiento exponencial de la capacidad instalada de este elemento de cara al 2040. Distintos sectores de uso final y de distribución geográfica muestran que el hidrógeno verde irá tomando un impulso de corto a medio plazo. Pero para conseguir una transición energética absoluta, será necesario una gran inversión y un apoyo político más firme y directo.

 

3.      Descarbonización del consumo energético a través de la electrificación

 

Electrificación

 

La generación eléctrica es uno de los sectores que más emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) produce. Lograr un sistema eléctrico 100% descarbonizado o renovable sería un importante avance, pero permitiría disminuir tan solo un 13,5% las emisiones totales.

A pesar de esto, el rol de la generación eléctrica sigue siendo el eje central, ya que es la base en donde se empezará a construir la descarbonización total de todo el sistema energético. Por eso, es imprescindible que nuestros consumos de energía sean descarbonizados, y para ello hay dos vías fundamentales:

  • Reemplazar el consumo directo de combustibles fósiles por electricidad. Por ejemplo, sustituir todos los coches de combustión por coches eléctricos, o cambiar las calderas de gasóleo o gas por bombas de calor que funcionen con alguna fuente de energía renovable (eólica, solar o térmica).
  • De no contar con alternativas electrificadas que sean económicamente viables, la segunda vía sería, la generación de gases renovables (o combustibles) que puedan sustituir a los combustibles fósiles. Algunos de estos se pueden generar a través de procesos naturales, como el biometano. Pero estos gases se obtienen principalmente con electricidad de origen renovable (como el Hidrógeno verde). Terminaría siendo una electrificación indirecta.

Finalmente, para descarbonizar el resto de los sectores se tendrá que aumentar drásticamente la generación eléctrica. Además, se necesitará aumentar de manera muy superior a la actual la capacidad de generación en renovables durante las próximas décadas para que esta energía llegue a sectores que actualmente no se encuentran electrificados ni directa ni indirectamente.

Para ello no solo no basta con producir electricidad, implantar tecnologías e infraestructuras adecuadas que ayuden a incentivar este cambio. Se necesita que la electrificación sea económicamente viable y que el precio de la electricidad sea altamente competitivo frente a los combustibles fósiles.

 

4.      Los metales: fundamentales para inhibir la transición energética sin altas inversiones

 

Existen 5 metales claves para la transición energética: cobre, aluminio, litio cobalto y níquel. Son recursos esenciales presentes en los vehículos eléctricos, en el almacenamiento de baterías, en la generación de energía eólica y solar, y en la transmisión eléctrica. Si no se cuenta con un suministro económico, confiable y sostenible en el tiempo de estos metales, el ritmo de dicha transición se ralentizará profundamente.

La demanda de metales se verá disparada durante las próximas dos décadas. Cubrir las necesidades básicas de estos materiales, encontrar a los inversores adecuados y la explotación de nuevos yacimientos, se vuelve año a año más compleja a medida que aumentan los riesgos en la superficie. Esta es solo una parte del reto de la transición energética para la industria de la minería y metales.

Además, se necesitan alrededor de un billón de dólares de inversión para su producción en masa e implementación. Y esto representaría casi el doble de inversión con respecto a los 15 años anteriores. Por ello, será más que relevante realizar cambios profundos en las tecnologías de las fuentes de energía y en las mineras. Productores y gobiernos deben trabajar en conjunto para encontrar la manera más viable de superar dichas barreras para poder seguir avanzando.

 

Posiblemente, España y el resto del mundo lograrán descarbonizar sus sistemas de generación eléctrica en el futuro. Si se trabaja en conjunto y con estrategias sólidas, se alcanzarán porcentajes que superarán ampliamente a los actuales en la generación de energías renovables.

Pero eso es solo el inicio de un largo camino. El verdadero desafío de la “descarbonización global” no se encuentra solo allí, sino también en avanzar en aquellos sectores donde es mucho más complicado por cuestiones infraestructurales y económicas.

Con las nuevas tecnologías competitivas que existen en los mercados se puede avanzar, por ejemplo, en la climatización de los sectores comerciales, residenciales e institucionales o en el transporte ligero. Aunque aún se necesita mucha madurez tecnológica para progresar en la industria o en el transporte a larga distancia, con investigación, tiempo e innovación se lograrán buenos avances.

Por eso es sumamente importante trabajar en todos los terrenos al mismo tiempo si se desea cumplir con los objetivos de 0 emisiones de carbono para el 2050.

 

 

 

Alejandro Betancourt

El agua es un elemento imprescindible para la supervivencia de los seres vivos de nuestro planeta. Además, es primordial para el desarrollo socioeconómico, la producción de alimentos, de energía y para el correcto desarrollo de todos los ecosistemas.

El agua es el vínculo entre la sociedad y el medioambiente, y es el vehículo que nos conduce por el camino de la adaptación y la compresión del cambio climático

 

.Potabilización del agua con energía solar

 

A medida que la población mundial aumenta, las demandas comerciales de este invaluable recurso se disparan a niveles nunca antes vistos, esto debido a la imperiosa necesidad que existe de cubrir las necesidades sanitarias y de consumo, ambas vitales para la disminución del número de enfermedades, mejorar la salud y la educación e incrementar la productividad económica de la región.

 

El agua potable escasea y es un problema mundial

Según algunos datos interesantes mencionados en un artículo publicado por la organización española Fundación Aquae, en la Tierra solo el 2.5% del agua total es dulce. Y, de esa cantidad, el 0.5% están en depósitos subterráneos y el 0.01% se encuentran en ríos y lagos. Esta cantidad decrece año tras año debido a la contaminación ambiental e industrial existente.

Según sus datos, más de 1100 millones de personas en el mundo no cuentan con accesos directos a fuentes de agua potable, por lo que sufren de deshidratación, estrés hídrico, enfermedades diarreicas y para muchos es una causa de muerte.

También se prevé que para el año 2025, al menos 2000 millones de personas vivirán en localidades donde la escasez del agua será total y que la cantidad de agua que necesita una persona cada año para garantizarse una vida sana y totalmente higiénica estará muy por debajo de la cifra aconsejada (500 metros cúbicos).

 

Alternativas solares para la potabilización del agua

Por estas razones entre otras, es que profesionales, gobiernos y organizaciones a nivel mundial se han puesto en marcha para desarrollar iniciativas, estrategias o sistemas que contribuyan a resolver esta reto permanente.

Pero no solo eso, sino que además entienden que la única manera de abastecernos de este vital liquido es creando procesos totalmente eficientes, amigables con el medio ambiente y sostenibles a través del tiempo. A continuación citamos algunos Ejemplos:

 

1.      Panel solar de aluminio negro que convierte el agua contaminada en potable

 

En abril del 2020, investigadores de la Universidad de Rochester en los Estados Unidos dieron a conocer un proyecto novedoso, que consistía en el diseño y creación de un panel realizado con un nuevo material de aluminio súper ligero y absorbente. Este tendría la capacidad de concentrar eficientemente la energía solar y usarla para evaporar el agua contaminada y transformarla en potable.

Para la creación de este panel, los científicos crearon una tecnología de procesamiento laser que permite convertir el aluminio normal en un material negro, dotándolo de una mayor absorción y logrando a su vez que por su capilaridad el agua pueda extenderse en contra de la gravedad, desplazándose hacia arriba.

Después de esto, los investigadores tomaron el panel y lo implementaron en un sistema de purificación solar de agua. Los resultados finales obtenidos fueron publicados en la revista Nature Sustainability

 

¿Cómo funciona este sistema?

 

El panel es sumergido en agua en un ángulo exacto que le permita estar de frente al sol, este crea una delgada cinta de agua que va hacia arriba sobre la superficie del aluminio.

Mientras todo esto sucede, la superficie de color negro oscuro retiene casi el 100% de la energía del sol, la cual se usa para calentar el agua de forma eficaz. Finalmente, las estructuras que se encuentran en la superficie absorbente modifican los enlaces moleculares del agua, favoreciendo el proceso de evaporación y la liberación de agentes contaminantes. 

A través de distintas pruebas, el equipo encontró que el panel tenía la capacidad de reducir ciertos contaminantes como los detergentes, orina, metales pesados, glicerina y colorantes a niveles tan altos que permitían que el agua fuese más pura y segura para beber.

 

2.      Sistema con luz solar que permite transformar el agua de mar en potable en 30 minutos.

Un equipo de investigación representado por científicos de varios países ha encontrado la forma de potabilizar el agua de mar en tan solo 30 minutos gracias a la luz solar. Es un proceso mejor que el de las plantas desalinizadoras actuales y podría suministrar agua potable a millones de personas de todo el planeta.

Tal y como fue publicado en Nature Sustainability, para convertir el agua de mar en potable se utilizó un material orgánico extremadamente poroso y absorbente compuesto por iones metálicos inorgánicos con polímeros orgánicos llamado MOF (Metal-Organic Framework, por sus siglas en ingles).

Los investigadores crearon este MOF específico denominado PSP-MIL-53 para poder llevar a cabo el proceso de purificación de agua salada. En contacto con el agua salada y la luz solar, este material es capaz de producir 139,5 litros de agua dulce por Kg de MOF al día, destacando que el proceso de purificación no toma más de 30 minutos.

 

¿Cómo funciona este sistema?

 

El agua de mar se traslada a través de un tubo de vidrio que se encuentra cubierto con una delgada lamina de aluminio. Durante el proceso denominado “desalinización por absorción”, el filtro PSP-MIL-53 absorbe las sales que se encuentran en el agua y luego se coloca bajo la luz del sol para poder regenerarse.

 

¿La desalinización genera un riesgo para la salud?

La Organización Mundial de la Salud dictaminó que para que un agua potable sea de buena calidad, esta debe tener un total de sólidos disueltos (TDS) menor a 600mg/litro.

Los investigadores que crearon este tipo de proceso desalinizador lograron alcanzar un TDS de menos de 500mg/litro en el periodo de tiempo prometido y además, el filtro MOF se puede regenerar para su reutilización bajo la luz solar en tan solo 4 minutos.

El Profesor Wang, integrante del departamento de Ingeniería química de la Universidad de Monash en Australia, sale en defensa de la desalinización, mencionando que es una opción totalmente viable para solucionar los escases de agua dulce del mundo, y además, es totalmente sustentable ya que se utiliza la luz solar para reciclar el material, sin generar ningún tipo de residuo.

 

Murcia depura el agua con autoconsumo fotovoltaico

 

Murcia dicta cátedra sobre potabilización de agua con alternativas solares. En la comunidad autónoma recientemente se instalaron plantas fotovoltaicas en once depuradoras de aguas negras para impulsa el ahorro energético y reducir las emisiones de CO2.

Dichas plantas tendrán la capacidad de producir 1.800 MW anualmente para autoconsumo, lo que equivale al gasto de electricidad anual de 520 hogares y un ahorro energético del 22% consumida por fuentes tradicionales.

Estas obras se realizaron durante el segundo semestre del año anterior y contaron con una inversión inicial de 2,5 millones para instalar varios paneles solares dentro de los 10.000 metros cuadrados de donde se encuentran las distintas depuradoras.

Los paneles están compuestos por algunos módulos fotovoltaicos y sostenidos por estructuras de aluminio conectados a un sistema que permite la conversión de energía eléctrica continua a corriente alterna. De esta manera, se dejan de emitir unas 1.000 toneladas de CO2 al ambiente.

 

España no se queda atrás

 

España ha sido actor importante en la consecución de alternativas que ayuden a purificar el agua a través de energías renovables. Si bien el ejemplo de Murcia es más reciente, en años anteriores se han desarrollado sistemas que impulsan estas iniciativas.

En 2017, un grupo de científicos de la Universidad de Alicante lograron diseñar un sistema de desalación y potabilización de agua completamente autónomo y dependiente de energía solar, que puede aplicarse en las zonas que se encuentren más aisladas de la red eléctrica. La función de esta tecnología portátil era quitar la salinidad del agua, y al ser alimentado por energía solar, el proceso no emite CO2.

Además, es capaz de adaptarse a aguas de distintas procedencias: mar, plantas depuradoras o procesos industriales. El equipo se usaría para la obtención de agua de buena calidad aptas para el consumo humano, baldeo, riego o cualquier otra necesidad presente en los sitios que carecen de conexión a una red eléctrica o donde haya ocurrido un desastre natural.

 

La potabilización del agua usando energías renobables es ya una realidad que permite convertir tanto el agua contaminada como la de mar en apta para el consumo humano. Si conseguimos escalarlas, estas podrían ser una solución eficaz a futuro para garantizar el constante acceso a este recurso a cientos de miles de personas en el mundo.

A pesar de que es esperanzador que año tras años se creen más tecnologías que potencien esta opción, es también importante y necesario que cada persona en el mundo de un tome conciencia de este problema y transforme los malos hábitos cotidianos en otros más saludables que ayuden al planeta y a la población mundial, como:

  1. No malgastar el agua
  2. Inculcar la importancia del consumo responsable
  3. Reducir nuestros gastos energéticos

Son muchas las maneras que existen para colaborar, hacerle cara al cambio climático y cuidar nuestros recursos.

 

 

 

Alejandro Betancourt

Con el estilo de vida actual, nuestra sodiedad demanda cada día más y más vatios de energía para poder seguir creciendo. Estimaciones proporcionadas por la Agencia Internacional de la Energía (IEA), hablan de un gran aumento de la demanda energética global de entre un 25% a un 30% de aquí al 2040.

 

hidrógeno verde

 

Sin embargo, la descarbonización mundial alteraría dichos planes, proponiéndonos un mundo radicalmente distinto de cara al 2050: más eficiente, sostenible y accesible, e impulsado por fuentes totalmente limpias como el hidrógeno verde.

Este elemento posee un gran potencial energético, es un combustible universal, ligero y muy reactivo que puede ser almacenado y/o comprimido para usarlo en  sectores tan dispares, como la minería, la fabricación de acero, o el transporte entre otros muchos.

 

¿Como se obtiene el Hidrógeno Verde?

Este gas se obtiene a través de la aplicación de un proceso químico conocido como electrolisis, donde el hidrógeno es separado del oxígeno que existe en el agua. Para este proceso se requiere el uso de energía eléctrica que, si proviene de una fuente renovable, permitirá obtener este elemento sin emisiones de CO2 en el proceso.  

Este método (hidrógeno verde), apunta la AIE, ayudaría a ahorrar unos 830 millones de toneladas anuales de CO2 que se producen cuando este gas se origina a partir de combustible fósiles (hidrógeno gris). Este reemplazo a nivel mundial significaría 3000 TWh renovables adicionales al año, número similar a la demanda eléctrica actual de Europa.

 

Hidrógeno verde como el combustible del futuro

Demanda mundial de hidrógeno puro

El hidrógeno tiene el potencial de convertirse en el sustituto de los combustibles fósiles actuales, es el más abundante del planeta y la demanda actual es de más de 70 millones de toneladas por año.

El suministro de hidrógeno a sectores industriales es ahora el negocio más rentable que existe. La demanda de hidrógeno se triplicado desde 1975, y continua en aumento. En su totalidad es abastecida por combustibles fósiles, con un 2% del carbón y un 6% del gas natural mundial destinados a la producción de hidrógeno. 

El hidrógeno verde representa una excelente oportunidad para Europa que ya tiene entre sus planes producir hidrógeno de aquí a diez años con una inversión no menor a 30.000 millones de euros.

España debe entrar al juego por el hidrógeno, ya que gracias a su fortaleza en el campo de las energías limpias que posee, podría convertirse en una gran potencia exportadora y dejar la dependencia energética extranjera a un lado.

 

¿Por qué apostar por el hidrógeno verde?

 

 

 

Las ventajas del hidrógeno son muchas. Entre ellas cabe destacar las siguientes:

 

  1. No contamina

Al poder ser obtenido a partir de fuentes eléctricas de orígenes renovables, como la fotovoltaica o la eólica, es 100% sostenible. Además, durante su generación no se emiten CO2 a la atmosfera, un proceso completamente amigable con el medio ambiente.

 

  1. Puede hacer que las industrias sean menos contaminantes

Desde hace años, diversos sectores industriales como el del acero, el petroquímico o de los fertilizantes utilizan hidrógeno, pero este tipo de hidrógeno es el denominado “hidrógeno marrón”. Hasta el día de hoy, este tipo de H2 continúa emitiendo una gran cantidad dióxido de carbono durante su producción.

El hidrógeno verde brindaría la oportunidad de descarbonizar todos aquellos sectores que poseen más emisiones. Hasta ahora, el proyecto con mayor potencial en España es el que desarrollan Iberdrola y Fertiberia, cuya inversión de 150 millones de euros permitirá la construcción de la planta de hidrógeno verde para uso industrial más grande de Europa. Se prevé que entrará en funcionamiento en el 2021.

 

  1. Infinitos usos comerciales y domésticos

Al ser fácilmente transportado y/o almacenado, el hidrógeno verde puede emplearse en el consumo comercial y doméstico, sirviendo como sustituto de los actuales y contaminantes combustibles fósiles usados para proporcionar calefacción, agua caliente o electricidad.

Los hogares y los comercios que cuenten con fuentes de energía limpia como los paneles solares podrán ahorrar en costos, cuidar al medio ambiente y almacenar los excedentes, todo esto al mismo tiempo.

 

  1. Puede ser almacenado y transportado

 

Uno de los puntos más favorables del hidrógeno verde frente a otras fuentes energéticas es que, a diferencia de la electricidad, este elemento se puede almacenar durante años y se puede fácilmente transportar.

Según declaraciones del director de la fundación del Hidrógeno de Aragón, Fernando Palacio:

“Es un complemento ideal para las energías renovables que dependen única y exclusivamente de recursos intermitentes, como el sol o el viento… Además, los tanques de hidrógeno comprimido tienen la capacidad de almacenar energía durante mucho tiempo y pueden evitar las pérdidas de excedentes de energía que producen las fuentes renovables”.

 

  1. Hidrógeno verde para el sector del transporte

Repostar hidrógeno verde

 

El hidrógeno vendría siendo el elemento más efectivo para aplicarse en el sector del transporte. Los autos eléctricos que posean celdas de combustible de hidrógeno (FCEV) ayudarían a reducir notablemente la contaminación del aire, ya que al igual que los autos eléctricos de batería (BEV), no producirían gases contaminantes.

Hoy en día, se pueden encontrar en el mercado coches de combustibles alternativos que utilizan esta tecnología, destacando que su reabastecimiento es mucho más rápido de recargar que un coche a baterías.

En medios de transporte de gran tamaño como buses o aviones, el hidrógeno también puede participar. En comparación con las baterías eléctricas, es más ligero y más eficiente a la hora de alimentar un motor eléctrico.

Empresas europeas del consorcio H2Bus trabajaron para desplegar una flota de más de 1000 buses eléctricos de celda de hidrógeno para el 2023. Además, tienen previsto instalar, centros de recargas de hidrógeno en cada una de las ciudades donde operan para hacerlos una alternativa más competitiva.

 

  1. Producir electricidad a través del hidrógeno

Para obtener electricidad a partir del hidrógeno verde, se debe realizar un proceso inverso al que se utiliza para la obtención de este. Para ello, se estimula la reacción del hidrógeno con el oxígeno, obteniendo así electricidad y agua. La pila de combustible de hidrogeno es el dispositivo electroquímico encargado de realizar este tipo de reacción.

Una de las primeras aplicaciones en la práctica de estas pilas fue realizada en naves espaciales. Aquí sirvió como fuente de energía eléctrica y, además, el agua que se obtuvo durante el proceso pudo usarse para enfriar los sistemas de la nave y para consumo humano.

La electricidad que se genera con las pilas de combustible es 100% limpia, y además se obtiene agua potable.

 

  1. Gestor de las energías renovables

Las mayores limitaciones de ciertas energías renovables es que su generación está anclada a parámetros meteorológicos. Esto conlleva a que estos recursos energéticos renovables no tengan la capacidad de garantizar la producción en determinadas ocasiones.

Una de las mejores maneras de aprovechar estas energías es utilizando su excedente para producir hidrógeno. Luego, ese hidrógeno puede emplearse para generar electricidad cuando las fuentes renovables no pueden hacerlo.

Otra forma de aprovechar el hidrógeno obtenido seria venderlo directamente a otras industrias que lo necesitan como combustible para sus instalaciones o maquinarias.

 

  1. Puede transformar a España en un gran productor y exportador

Según especialistas de la Unidad de Innovación Abierta del Centro Nacional del Hidrógeno:

“España tiene un enorme potencial, ya que cuenta con un gran recurso solar, un gran recurso eólico, porque poseemos una enorme cantidad de agua y porque hay una meta trazada por el gobierno en cuanto a descarbonizar a todo el país, en la que se estima alcanzar para el 2050 un sistema eléctrico 100% renovable”

A pesar de la invaluable ventaja que trae consigo la protección al medio ambiente, dentro de algunos años el hidrógeno verde supondría para las empresas españolas una ventana de oportunidades de negocios a través de su producción, almacenamiento y venta internacional de los excedentes.

Si España es capaz de producir inagotablemente este recurso en todo el territorio, no solo estaría otorgándole más actividad económica al sector, también impulsaría un proceso de reindustrialización en el seno empresarial español.

 

¿El hidrógeno verde puede convertirse en el insumo principal para la economía climática de Europa?

A pesar de que aún se encuentra en su etapa inicial, este elemento se asoma como el candidato perfecto para la transformación económica, climática y energética de Europa y del mundo. Cada año más y más compañías participan directamente con este potencial elemento, haciéndolo crecer a un ritmo increíble.

La unión europea ya posee una comisión que junto con 14 estados miembros trabajaran con el hidrógeno verde para los próximos años, en un intento por apoyar la recuperación económica del sector y luchar contra el cambio climático del mundo.

Su objetivo es aumentar la generación de energía basada en el hidrógeno verde por etapas, a 6 GW para 2024 y 40 GW para el 2030. Ellos estiman que para el 2050, se hará una inversión de entre 180.000 a 470.000 millones de euros.

A pesar de que la producción de hidrógeno verde a través del proceso de electrolisis del agua en combinación con la electricidad emanada de fuentes de energías renovables no es rentable, (2,5 a 5,5 euros por kilo, versus 1,5 euros), Bruselas resalta que los costos están disminuyendo notablemente, gracias a la caída de un 60% de los electrolizadores en los últimos 10 años y se espera que se reduzca a la mitad de aquí al 2030 debido a las economías a escala.

Además, afirman que en aquellas regiones de la UE en donde la electricidad renovable es más barata, los electrolizadores podrían competir con el hidrógeno generado por combustibles fósiles en el 2030, haciendo que su producción limpia sea mucho más rentable.

 

A futuro el hidrógeno permitirá deshacernos de los combustibles fósiles y de sus efectos contaminantes para nuestro planeta, ya que se estaría obteniendo un combustible totalmente limpio, creado a través de recursos naturales. 

A pesar de que actualmente su coste de su producción es un poco elevado. España  se encuentra en una posicion ventajosa para producir hidrógeno verde para uso industrial, comercial o doméstico, gracias a sus grandes parques de energías renovables en todo su territorio. Además, esto conllevaría reducir la actual dependencia energética que nos obliga, en la actualidad, a importar gas natural y petróleo.

 

 

 

Alejandro Betancourt