Desde hace siglos está muy presente la idea del aprovechamiento del agua dulce de los ríos antes de su desembocadura en el mar, incluso en la actualidad, pese a que por nuestro mayor conocimiento medioambiental sepamos que no cabe hablar de desperdicio, ya que todo tiene su razón de ser para la conservación de los ciclos de la naturaleza, el equilibrio del medioambiente y la pervivencia de los ecosistemas.
La energía azul supone precisamente un hito en la vieja aspiración humana de aprovechar el agua fluvial, así como una nueva modalidad de renovable muy prometedora, aunque no sea tan conocida como la hidroeléctrica de los ríos, u energías de procedencia marina como la mareomotriz, a la que ya dedicamos una publicación sobre su relevancia en España.
¿Qué es la energía azul?
Tanto la mareomotriz que acabamos de mencionar como la eólica marina y la undiomotriz (producción de energía a partir de las olas del mar) suelen clasificarse también como energía azul, si bien en puridad esta sería exclusivamente la que se genera a partir del contacto entre el agua dulce y la salada por su diferencia de salinidad, debido un fenómeno que se conoce como osmosis, según el cual los líquidos con menor concentración salina tienden a fluir hacia los que tienen un mayor nivel de ella, lo que genera una presión traducible en energía capaz de alimentar, por ejemplo, una turbina.
Este proceso se da de manera natural en la desembocadura de los ríos, y puede ser inducido para la generación de energía renovable por tres vías distintas:
- Osmosis por presión retardada (PRO): se utiliza una membrana para equilibrar la concentración de sal de ambos tipos de agua, lo que provoca el aumento de la presión y por tanto el empuje hacia la turbina.
- Electrodiálisis inversa (RED): en este caso para separar ambos tipos de agua se emplean unas membranas especiales, específicamente preparadas para admitir el tránsito de iones de determinada carga en una de las direcciones, lo que produce un voltaje de energía eléctrica.
- Capacitive mixing o mezcla capacitiva(CapMix): este método sería el más experimental de todos, y consistiría en utilizar tanto en el agua salada como en la dulce dos electrodos similares para producir electricidad a partir de los iones presentes en ambos tipos de agua.
Las primeras investigaciones en el ámbito de la energía osmótica se remontan a 1954, cuando se estudió la viabilidad de extraer una fuente de energía de los procesos químicos resultantes de la mezcla de agua hídrica y marina. Pero no sería hasta la década de los 70 cuando se probó con éxito el método de las membranas equilibrantes, para aprovechar el proceso de osmosis por presión retardada. Y ya unos años más tarde, en 1977, se consiguió producir energía azul con electrodiálisis inversa mediante el uso de motor térmico.
En lo que respecta a las membranas, si bien existen modalidades capaces de restringir el tránsito de determinadas sustancias y permitir las de otras desde hace siglos, las preparadas para operar con iones o electrodos son fruto de desarrollos tecnológicos de la década de los 90 del siglo XX, y todavía continúan siendo un importante caballo de batalla a día de hoy, ya que se trabaja para que las celdas puedan generar un voltaje mayor y reducir su tamaño, algo que resulta muy importante como veremos un poco más adelante.
La gran ventaja de la energía azul con respecto a otras renovables
La energía azul es muy prometedora aunque se encuentre todavía en fase embrionaria a diferencia de otras renovables ya plenamente operativas, y ello obedece a que por sus características suple los problemas para un aprovechamiento continuado que ofrecen la solar, la eólica o algunas de los marinas, por el simple motivo de que no siempre luce el sol, hace viento o hay olas en el mar...
En cambio, los caudales provenientes de los ríos que desembocan en el mar sí que son constantes, y se dan en todos los países con costa (más del 43% de la población mundial vive en emplazamientos litorales), aunque evidentemente no todos destaquen por el caudal de su red hídrica.
Así, cuando hablamos de energía azul lo hacemos de una renovable que tampoco libera C02 en su generación como la solar o la eólica, pero que a diferencia de estas no está climáticamente condicionada, con lo que ello implica a efectos de disponibilidad continua.
Además, dado que todos los ríos del planeta desembocan en el mar la cantidad potencial de energía que se podría generar resulta inmensa. De hecho, se ha señalado que esta fuente de energía podría satisfacer el 40% de las necesidades mundiales, con base a un estudio de la Universidad Estatal de Pensilvania, que es ahora mismo el centro de referencia a nivel global para la investigación de la energía azul.
Precisamente en los laboratorios de esta universidad se han logrado conseguir membranas capaces de producir 12,6 vatios por m2, mezclando los sistemas que veíamos de electrodiálisis inversa y capacitive mixing, algo que ha supuesto un gran avance para las perspectivas de eficiencia de esta energía, ya que según estos guarismos una pequeña central podría bastar para proporcionar suministro a una población de 30.000 habitantes.
Con todo, estos resultados se han obtenido en condiciones de laboratorio, debiéndose aguardar al resultado que puedan arrojar los proyectos en entornos reales, donde se producirán fenómenos como el ensuciamiento de las membranas por las aguas residuales, o el paso de microcontaminantes orgánicos a través de las celdas de intercambio iónico.
Proyectos en marcha con energía azul
Los primeros proyectos exitosos con energía azul se desarrollaron en la década pasada en Japón, Holanda y Noruega, donde precisamente en la ciudad de Tofte se levantó la primera planta de energía osmótica del mundo.
Actualmente el proyecto más ambicioso que se está desarrollando en Europa es el de la Compagnie Nationale du Rhône en colaboración con Sweetch Energy, para construir en la desembocadura del Ródano una planta osmótica capaz de generar grandes cantidades de energía. Así, se espera que cuando la central esté operativa en 2030 sea capaz de producir 4 TWh de electricidad al año.
Para hacernos una idea de lo que supone esta cantidad, si tomamos como base que en España el consumo medio de electricidad por hogar es aproximadamente de 3,000 kWh (kilovatios-hora) al año, la energía azul que aportaría la central podría cubrir las necesidades de 1,33 millones de hogares, que son más de los que hay en una ciudad del tamaño de Barcelona con toda su área metropolitana.
Asimismo, también hay en marcha otros importantes proyectos en Europa para estudiar las potencialidades de los recursos de energía azul en la desembocadura del Danubio en el Mar Negro.
En España, si bien hay una Hoja de Ruta para el Desarrollo de la Eólica Marina y de las Energías del Mar impulsada por el Ministerio de Transición Ecológica, esta no contempla actuaciones específicas para proyectos con energía azul, al enfocarse en la maremotriz (generación de energía a partir de las mareas) y la undiomotriz (olas del mar), al margen de en la eólica marina, en la que el país es un referente a nivel mundial en cuanto a generación.
Aunque sí que hay una potente compañía española, Sacyr, que está liderando un importante proyecto europeo de energía azul renovable. Se trata de Life Hyreward, enfocado a la generación de energía renovable a partir de la salmuera remanente en el proceso de desalación, mediante una combinación del proceso de ósmosis inversa y del de electrodiálisis inversa o RED (Reverse Electrodialysis).
La primera fase experimental del proyecto se inició a finales de 2021 en la planta desaladora de Alicante, y está previsto que concluya en la primera mitad de 2025.
Retos de la energía azul
La generación de energía azul u osmótica tiene todavía varios desafíos importantes que resolver antes de poder ser viable a gran escala, pese a sus evidentes potencialidades y los avances que se han logrado en su investigación y desarrollo.
En primer lugar, todavía no se ha dado con una tecnología madura que evite el alto coste de producirla, ya que si para producir fotovoltaica o eólica basta con paneles solares y aerogeneradores, la azul requiere a día de hoy la construcción de una planta de salinidad.
Esto hace que en las estimaciones más optimistas el precio por megavatio duplique al de energías fósiles como el gas y el petróleo.
La clave radica en la reducción efectiva del tamaño de las membranas necesarias para los procesos de ósmosis. Actualmente, se está investigando la posibilidad de reducir los orificios de las membranas con nanotecnología para que iones del tamaño de un átomo puedan atravesarlas, lo que permitiría la viabilidad de instalaciones equiparables en cuanto a tamaño y coste a paneles solares o al menos a aerogeneradores, para evitar así tener que construir grandes plantas industriales en los estuarios de los ríos, que suponen una gran inversión en infraestructura, recursos, personal y mantenimiento que dispara el precio de producir cada megavatio, hasta el punto de hacerlo muy difícil de rentabilizar.
En definitiva, la energía azul ofrece muchas potencialidades por su carácter no dependiente del clima, en contraste con otras renovables predominantes como la solar o la eólica. Pero todavía, queda un importante trecho de desarrollo tecnológico para poder escalar su producción y hacer de ella una fuente energética viable, eficiente y rentable.
Alejandro Betancourt
Lograr cubrir todas las necesidades energéticas con fuentes renovables es una aspiración global. En la Agenda 2030, impulsada por la ONU, se establece como uno de los objetivos básicos de desarrollo sostenible (ODS) el aumento sustancial de la proporción de energía renovable en el mix energético mundial.
De hecho, hay países que ya se abastecen casi totalmente con energías limpias. Es el caso de Noruega, Uruguay, Costa Rica, Islandia y Lesoto, en África. Estados que se reparten por tres continentes diferentes y tienen niveles de desarrollo muy distintos, por lo que se podría tener la tentación de señalar que 'querer es poder', y que todo dependería más de voluntad política que de otros condicionantes.
Sin embargo, un análisis más profundo revela muchos más matices. Para empezar, se trata de países pequeños en cuanto a número de habitantes (los que más tienen como Noruega o Costa Rica no exceden los 5 millones de habitantes), y por tanto con unos requerimientos mucho más limitados en cuanto a demanda energética.
El paradójico ejemplo de Noruega
Asimismo, si estudiamos cada caso particular, empezando por Noruega, vemos que dentro de un área como la de los países nórdicos que apuesta especialmente por las renovables, el reino escandinavo destacaría a su vanguardia con unos niveles de abastecimiento por renovables que oscila entre el 98% y el 100%.
Todo un hito que es fruto de unas políticas a largo plazo que arrancaron en los años 80, al poner en valor el agua de los fiordos noruegos para la generación de energía hidroeléctrica, lo que con el tiempo ha llevado al país a ser el principal productor y exportador de Europa, y a lograr que esta suponga el 96% de su mix de generación de electricidad (el resto se produciría mediante eólica, solar y biomasa).
Ahora bien, Noruega compatibiliza la apuesta por este modelo energético verde para cubrir sus necesidades de consumo con la explotación de sus ricos yacimientos de hidrocarburos para la exportación, ya que tiene las mayores reservas tanto de gas como de petróleo de toda Europa, siendo un importante exportador que todavía ha visto reforzado su rol con el conflicto de Ucrania, como lo acredita que en este 2023 haya aumentado su producción en más del 6,8%.Noruega no renuncia a la riqueza generada por los hidrocarburos (que ha llevado a su fondo soberano a ser el mayor del mundo, con unos fondos que financian proyectos de transición energética) por mucho que conjugue su explotación con el autoconsumo interno con renovables, por lo que aquí vemos un límite claro al ideal de un abastecimiento 100% con energías limpias: la colusión con las necesidades económicas y los modelos de desarrollo de cada estado.
Si esto no fuese así, no tendría sentido que los países todavía estén buscando yacimientos de hidrocarburos como si fuese un maná, sin ir más lejos en proyectos auspiciados por la propia Noruega en el Mar del Norte y el Mar de Barents. O tampoco se invertirían miles de millones en grandes proyectos para explotar nuevas reservas de petróleo o gas descubiertas tiempo atrás como puede ser, por ejemplo, el yacimiento de Vaca Muerta en Argentina.
Uruguay sufre los efectos del cambio climático pese a apostar por las renovables
También destaca en el uso de renovables Uruguay, gracias al aprovechamiento de los recursos hídricos provenientes de sus numerosos ríos, que ha permitido al pequeño país sudamericano conseguir que el 98% de la energía consumida provenga de las energías limpias que genera, con un mix nutrido por centrales hidráulicas (56%) instalaciones eólicas (34%) y, en menor, medida por los sistemas fotovoltaicos y de biomasa.
Con todo, cabe destacar que esto tampoco supone una panacea para salvarse de los efectos del cambio climático, como lo demuestra la durísima sequía que atraviesa el país que está poniendo en riesgo hasta el propio consumo humano de agua.
Cerrarían el listado de países del mundo con un mix energético más limpio Islandia gracias a la geotermia, Costa rica con una decidida política desde los años 50 para no depender de las importaciones de petróleo y preservar la riqueza de su biosfera, así como Lesoto como gran referente en África, al abastecerse en un 90% de renovables, con predominio también de la energía hidroeléctrica.
Pero cabe matizar de nuevo, que hablamos de países muy pequeños y cuyas condiciones en cuanto a recursos naturales disponibles y modelos económicos han favorecido esta transición energética exitosa, no exenta tampoco de problemas y contradicciones que se manifiestan de manera más clara en el caso noruego.
La transición energética en Europa
Si nos centramos en Europa, dejando al margen los países nórdicos, destaca el gran uso de renovables en España, con un 17,9% de la electricidad producida por paneles solares y un 14,6% por los aerogeneradores eólicos.
Algo que se ha visto favorecido por las óptimas condiciones para la generación de energía solar y eólica, la carencia de yacimientos de hidrocarburos (por mucho que ahora mismo el país haya emergido como hub para la regasificación por coyuntura internacional) y la decidida iniciativa de la Unión Europea por impulsar el cambio de modelo energético, mediante cuantiosas ayudas como las ofrecidas por el fondo de recuperación Next Generation EU para incentivar el autoconsumo, tanto particular como empresarial.
Además, dentro del mix energético cada vez adquiere más peso las renovables de incidencia más estable como es la solar con respecto a la eólica, que por otro lado como sabemos lleva aparejada una serie de problemas medioambientales y paisajísticos. Al tiempo, que también se explora el potencial de otras fuentes como el hidrógeno verde.
Precisamente ese impulso de la UE a la transición energética como uno de los vectores clave de la Europa postpandémica se ha traducido en un aumento general a nivel continental del uso de la eólica y la solar concretamente en en un 14 y un 12% a lo largo de 2022.
Aunque ese cuadro general de evolución hacia una mayor presencia de energías limpias en los mix energéticos de los países comunitarios se ha visto trastocado por el conflicto de Ucrania, y su subsiguiente limitación al acceso al petróleo, el gas y el carbón rusos a consecuencia de las sanciones impuestas, lo que ha hecho relajar los objetivos de sustitución de las viejas fuentes de energía en las producciones nacionales, al priorizarse que la desconexión con Rusia no viniese de la mano de una recesión, que asoma precisamente en los estados comunitarios como Alemania que eran más dependientes de su gas.
Ese mismo problema, así como la puesta en valor de ideas como la de la autosuficiencia o incluso soberanía energética, ha llevado a que se mire con otros ojos a la energía nuclear que constituye la base de la alimentación energética de un país como Francia, que tiene en activo más de 19 centrales nucleares que suman 56 reactores.
En un post precedente ya analizamos con detenimiento lo difícilmente clasificable que resulta esta fuente de energía que conjuga la no emisión de partículas contaminantes en su generación con unos residuos que sí lo son, aunque resulten gestionables, y sobre todo con una peligrosidad potencial ante accidentes y catástrofes de la que tenemos como exponentes más inmediatos a Chernobil o Fukusima.
Evolución de las renovables en el mix energético a nivel global
Pese a todas las incertidumbres descritas, que tienen un repercusión mundial, lo cierto es que según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) el uso de 'fuentes limpias' para la generación de electricidad sigue batiendo récords, especialmente en Europa, Estados Unidos y Asia.
Sin embargo, por desgracia, este aumento de las renovables es perfectamente compatible con un incremento de las emisiones de Co2, de acuerdo a las previsiones de la Agencia Internacional de la Energía (IEA) en su Electricity Market Report 2023, dado que coincide con una mayor demanda de energía a nivel global. De manera que, pese al aumento el peso de las energías limpias dentro de los mix energéticos, al tratarse de incrementos porcentuales y no absolutos ambos fenómenos pueden darse sin contradicción.
No obstante, no deja de ser una buena noticia la estimación de que renovables supondrán el 35% del mix mundial de generación en 2025, y que también se prevea un descenso de las emisiones de Co2, aunque con la incertidumbre del logro de los objetivos 2030.
A este respecto, hay que valorar que grandes gigantes económicos como Estados Unidos si bien están aumentando la producción de energía solar y eólica en niveles superiores a los europeos (en un 15% y un 13% respectivamente), así como reduciendo la de carbón apreciablemente un (11%), no ocurre lo mismo con la generación de gas natural que apenas ha caído un 2,6%, algo motivado por el acceso económico a este hidrocarburo mediante procedimientos de fracking, que no están prohibidos a diferencia de lo que ocurre en Europa; y por lo lucrativo que resulta además poder saciar la sed de europea de gas tras la sanción al de procedencia rusa.
Asimismo, también explica que puedan convivir un aumento creciente del consumo de hidrocarburos y carbón con el aumento del uso de renovables la brutal demanda energética que tienen los gigantes asiáticos que hacen de auténtica fábrica del mundo como China o la India, y por tanto tienen una economía con mucho peso de los sectores electrointensivos.
Esto lo ejemplifica a la perfección el caso de la India, donde conviven un aumento del uso de la energía eólica y la solar de un 21% y un 17% respectivamente con un incremento de la producción de carbón en un 1,1%. Por no hablar de la importación masiva de petróleo ruso barato que ya no se puede colocar en otros países que tienen en vigor sanciones.
China es a un tiempo el mayor productor y el mayor consumidor de energía a nivel global, acaparando hasta el 5,6% de la misma, y previéndose que su aportación al mix mundial de generación aumente al 35% en 2025 con respecto al 29% actual. Mientras que en la producción renovable se espera que para el periodo 2023-2025 China represente del 45% del crecimiento a nivel global, seguida de la UE con un 15%.
En definitiva, estamos ante un escenario complejo, en el que además pueden influir nuevos actores como el hidrógeno verde, tecnologías innovadoras como las de captura de carbono, el estallido de potenciales conflictos como el de Taiwán, etc.
Por todo ello, es difícil prever un aumento del peso de las renovables en el mix energético de los países hasta el punto de coparlo al completo, teniendo en cuenta además que un escenario de aumento exponencial de las necesidades energéticas un 1% de no renovables puede suponer una cantidad muy elevada... De ahí, que persista el deseo de encontrar y explotar yacimientos de petróleo y gas natural.
Alejandro Betancourt
El problema del CO2 sigue siendo uno de los principales retos medioambientales a resolver para asegurar la sostenibilidad del planeta. Desde hace años, el foco se ha puesto en la reducción de emisiones de carbono, y en la transición a un modelo de generación energética mediante renovables y otras fuentes no contaminantes.
Pero, pese a la relevancia creciente que tienen las energías limpias en el mix energético de los distintos países, lo cierto es que todavía estamos lejos de alcanzar una reducción significativa de la huella de carbono. En este contexto, soluciones incipientes como la captura y almacenamiento de CO2 emergen como una opción muy interesante de explorar, ya que además se enfoca en la vertiente de la neutralización del dióxido de carbono (e incluso la reutilización, como veremos un poco más adelante), con lo que se cambiaría la perspectiva del problema para situarse no tanto en las emisiones en sí como en la capacidad de desactivarlas como amenaza.
En cualquier caso, si valoramos que todavía parece quedar un largo camino por delante hasta un abastecimiento energético 100% verde, las tecnologías de captura y almacenamiento de CO2 siempre harían una contribución esencial para evitar el impacto medioambiental de las emisiones remanentes.
¿Qué es la captura y almacenamiento de CO2?
La captura y almacenamiento de carbono (CAC o CCS, por sus siglas en inglés) se refiere a cualquier proceso por el que se 'atrapa' el CO2 para evitar su presencia en la atmósfera, y se le conduce para depositarlo en un lugar seguro, donde no supone una amenaza, normalmente en el subsuelo bajo tierra.
Así, se trataría de capturar el dióxido de carbono en su fuente de emisión originaria, separarlo del resto de gases, comprimirlo y transportarlo para dejarlo fuera de la atmósfera, ya sea en estratos geológicos subterráneos o en la profundidad del océano. Aunque también existiría otra opción de almacenamiento que sería la mineralización, como veremos igualmente un poco más adelante.
Además, con las tecnologías que se están desarrollando, la captura se podría realizar tanto después de haberse quemado los combustibles fósiles (es decir, cuando ya han sido utilizados en los procesos industriales o por los motores de los automóviles), como en precombustión, mediante procedimientos de gasificación que dan lugar a un gas sintético que permite la extracción del dióxido de carbono.
Los distintos sistemas de captura y almacenamiento de CO2
Actualmente se están investigando y aplicando múltiples métodos para la captura y almacenamiento del dióxido de carbono:
1-Captura de carbono directa del aire (DAC)
Esta fórmula es la más desarrollada en la actualidad y consiste en la extracción directa del CO2 de la atmósfera, por lo que se trata de una vía muy interesante para dar respuesta a la emisión de gases de efecto invernadero a gran escala.
Las innovaciones más recientes incluyen la utilización de materiales absorbentes avanzados de naturaleza sintética, como las resinas de intercambio iónico empleadas tradicionalmente para el tratamiento de aguas residuales, o los tamices moleculares de uso recurrente en la industria de los hidrocarburos para deshidratar corrientes de gas. Mediante estos procedimientos, el DAC se está convirtiendo en una prometedora vía para lograr que la captura de CO2 pueda realizarse de manera eficiente a un coste asumible.
2-La oxicombustión
La oxicombustión también es una tecnología prometedora para la captura de carbono, con la vista puesta especialmente en las plantas de energía que se nutren de combustibles fósiles, si bien todavía tendrían que resolverse algunos problemas relativos a su eficiencia energética y los costes de implementación.
Este método operaría mediante la combustión de oxicombustible, es decir, mediante la quema de combustible en un entorno enriquecido con oxígeno en vez de aire convencional, con lo que se da lugar a gases compuestos de CO2 y vapor de agua. Este, al enfriarse y condensarse, se separa del dióxido de carbono, que así queda aislado para su captura y posterior almacenamiento.
3-Captura de carbono mediante fotosíntesis artificial
Esta tecnología de captura de carbono es la más experimental de todas, y consistiría en la réplica del proceso natural que siguen las plantas para convertir el CO2 en energía química. Para ello, se están ensayando sistemas que se sirven de catalizadores avanzados y materiales semiconductores para generar reacciones que, en último término, servirían para transformar el dióxido de carbono en compuestos químicos como el metanol y el etanol que, como sabemos, son utilizables como combustibles, y resultan mucho más limpios y sostenibles que los hidrocarburos.
Estas serían las principales tecnologías para la captura, pero la aplicación de estos procedimientos resulta indeslindable del almacenamiento, para el que existirían también distintas soluciones:
Almacenamiento geológico de CO2
Esta es una opción que parece ser la más factible a largo plazo. El CO2 capturado sería inyectado en formaciones geológicas subterráneas, que van desde acuíferos marinos profundos hasta yacimientos agotados de gas, petróleo o carbón. Las investigaciones actuales se centran tanto en identificar las ubicaciones más adecuadas como en mejorar la eficiencia, la seguridad y el control del proceso de almacenamiento.
Almacenamiento de CO2 mediante mineralización
Esta solución implica una transformación química del dióxido de carbono para formar minerales estables, que podrían ser almacenados de manera segura indefinidamente. En la actualidad, se están investigando materiales que puedan acelerar el proceso de mineralización para reducir tiempos y costes.
Desarrollo actual de los sistemas de captura y almacenamiento de Carbono
Según datos del Centro de Soluciones Climáticas y Energéticas (C2ES), a finales de 2021 solo había 26 proyectos de captura de carbono activos a nivel mundial, y 34 más en desarrollo. Además, las instalaciones de captura y almacenamiento de carbono operativas tendrían una capacidad de procesamiento de unas 40 millones de toneladas de CO2 al año. Unas cifras claramente insuficientes si atendemos que en 2020 el volumen de CO2 procedente de combustibles fósiles se cuantificó en casi 35.000 millones de toneladas
En Europa, los países nórdicos son los que más están apostando por las tecnologías de captura y almacenamiento. Actualmente, hay proyectos en marcha en Noruega, Dinamarca, Suecia, Finlandia e Islandia, entre otros, que abarcan tanto el transporte y almacenamiento geológico del CO2 como la generación de combustibles sintéticos a partir de este.
España no ha incluido en su Plan Nacional Integrado de Energía y Clima (PNIEC) 2021-2030 actividades de I+D ni el desarrollo de proyectos de captura y almacenamiento de carbono, lo que aleja el horizonte de aplicación de estas tecnologías, que requieren una fase de desarrollo de entre 8 y 10 años.
Hay que resaltar que a nivel global, la mayor parte del carbono capturado se utiliza en un proceso que en la industria petrolera se denomina como recuperación mejorada de petróleo (EOR), que permite extraer hidrocarburos de yacimientos anteriormente inaccesibles.
Con ello, vemos que no solo es factible capturar el CO2 para impedir que tenga un efecto nocivo en la atmósfera, sino que además puede reutilizarse, con lo que obtendríamos un círculo virtuoso perpetuo de captura-almacenamiento-reaprovechamiento.
De hecho, ya hay un desarrollo incipiente de lo que se denomina como tecnologías CCUS:Carbon Capture, Use and Storage, por sus siglas en inglés, entrando también dentro de estas las que permitirían transformar el dióxido de carbono en compuestos químicos como el metanol y el etanol, que son fuentes de energía que sin llegar a ser 100% verdes tienen una huella de carbono bastante reducida.
Alejandro Betancourt
Hace tiempo abordamos en un post la contribución que puede hacer el hidrógeno verde a la transformación energética, que afronta importantes desafíos como la necesidad de conciliar una creciente demanda de energía a nivel global con los objetivos de descarbonización existentes en aras en la sostenibilidad medioambiental.
Además, la situación conflictiva que se vive actualmente en la esfera internacional, no solo ha tensionado las cadenas de suministro energético, sino que también ha revalorizado conceptos como el de soberanía o autosuficiencia energética, especialmente en aquellas zonas como la Unión Europea que no son capaces de autoabastecerse con la energía que producen, y por tanto están abocadas a una interdependencia que tiene profundas repercusiones a múltiples niveles.
En este contexto, el hidrógeno verde o GH2 ha emergido como una solución muy prometedora, dado su potencial energético y sus cualidades en cuanto a ligereza, compresión, facilidad de transporte y almacenamiento.
Aunque, como sabemos, no se trata de una fuente de energía en sí, sino de un vector energético, esto es un medio que permite almacenar energía producida por otras fuentes primarias.
En concreto, el GH2 se genera mediante electrólisis del agua, un proceso que separa el hidrógeno y el oxígeno, para el que si bien se requiere electricidad, esta puede provenir de fuentes renovables, por lo que no implicaría emisiones de CO2, aunque esta cuestión resulta un poco más compleja como veremos más adelante.
El proyecto H2Med
La necesidad de avanzar hacia la descarbonización y la coyuntura política internacional han situado en el centro del foco al hidrógeno verde y sus ventajas, y explican que ya se hayan puesto sobre la mesa importantes iniciativas como H2Med, impulsada por España, Francia y Portugal, con la adhesión posterior de Alemania.
Se trata de un auténtico megaproyecto a gran escala que prevé el desarrollo de dos hidroductos de gran extensión, uno de 248 kilómetros que unirá Celorico da Beira en Portugal y Zamora en España, para el que se adaptará y ampliará un gasoducto ya existente. Mientras que el otro, el que supone un mayor reto, conectará Barcelona con Marsella y precisará la construcción de un conducto submarino de más de 450 kilómetros, con tramos que estarán a más de 2.500 metros de profundidad.
El megaproyecto precisará de una inversión colosal, que se ha cuantificado en 2.850 millones de euros para su puesta en marcha, de los que la inmensa mayoría, unos 2.500 millones, corresponderían al hidroducto submarino entre España y Francia.
Si bien, los países impulsores esperan recibir fondos europeos para financiar hasta el 50% de la inversión en el proyecto, que en principio es muy bien visto por Bruselas, al favorecer sobre el papel dos de los ejes clave ahora mismo en la política comunitaria: la transformación energética y la orientación hacia un modelo de autosuficiencia bajo las directrices del plan Repower EU.
Hay que destacar que la materialización del proyecto no ha sido nada fácil, más allá de por sus importantes costes de inversión. Tras el dilema inicial sobre si utilizarlo también para el transporte de gas natural (algo que hubiese comprometido las ayudas de Bruselas con partidas destinadas a impulsar la transición energética), el principal punto de fricción resultó sobre si como pretendía el presidente francés Macron se admitiría el hidrógeno generado por energía nuclear, el conocido como hidrógeno rosa, que se diferencia del verde producido por renovables.
Desde la óptica francesa, este planteamiento tenía todo el sentido si valoramos la apuesta del país por las nucleares desde hace años (con 58 centrales es uno de los países del mundo que más tiene), una política que le ha asegurado un abastecimiento energético más autosuficiente que el de sus vecinos a un coste asequible. Mediante una fuente que obviando la cuestión de los residuos se puede considerar limpia, aunque con evidentes peligros, como ya vimos en el post en el que abordamos los dilemas de la energía nuclear.
El H2Med estaría operativo para 2030
Se prevé que el corredor de hidrógeno verde entre en funcionamiento en 2030, y sea capaz de cubrir el 10% de la demanda que habrá en Europa de esta energía, cuantificada en unas dos millones de toneladas anuales.
De acuerdo a lo manifestado por la presidenta de la Comisión, Ursula Von der Leyen, el objetivo general a nivel europeo para la próxima década sería alcanzar una producción de diez millones de toneladas de hidrógeno verde, a las que se añadirían otras diez millones más importadas, para lo que haría falta una serie de corredores clave para su transporte y distribución, entre los que estaría H2Med, lo que prácticamente da por segura la consideración del proyecto como de Interés Comunitario, y por tanto la obtención de financiación.
Otros proyectos de hidrógeno verde
Además, este no sería el único proyecto de corredor de hidrógeno verde en España, ya que la petrolera Cepsa, en este caso una empresa privada, quiere crear una ruta entre Algeciras y el puerto de Róterdam en los Países Bajos, la mayor instalación portuaria de Europa, que por su parte aspira también a convertirse en un auténtico Hub de la energía verde.
El acuerdo suscrito entre Cepsa y la entidad que gestiona el importante puerto neerlandés prevé que el corredor marítimo (en este caso no se invertiría en un hidroducto subterráneo ya que el transporte se realizaría por barco) esté operativo en 2027, y permita exportar el hidrógeno producido en el Parque Energético que tiene la compañía en la Bahía de Algeciras.
Resulta bastante ilustrativo de la relevancia que se le está dando a estos proyectos con el hidrógeno verde el apoyo que están recibiendo al más alto nivel, como lo acredita el respaldo de los Reyes de España y los Países Bajos en una visita realizada ex profeso para ello a Algeciras el pasado 14 de junio.
Asimismo, fuera ya del ámbito europeo, también encontramos proyectos muy ambiciosos como el de Uruguay que prevé fuertes inversiones en su caso en la generación, habiéndose planeado la construcción de una industria en el departamento de Paysandú para producir hidrógeno verde a partir de 2024, con un volumen estimado de inversión de unos 3.710 millones de euros, que llama bastante la atención para un país que no llega a los 3,5 millones de habitantes, pero que no lo hace tanto si se valora la fuerte implantación en el país de las renovables desde hace años. De hecho, ya en el 2019 el 98% de su mix energético procedía de energías limpias.
Objeciones a los megaproyectos de hidrógeno verde
Pese a que proyectos como el H2Med puedan hacer una gran contribución a los objetivos de descarbonización y de soberanía energética, también generan ciertas dudas en algunos expertos, que ponen el acento en su elevado coste, en el impacto medioambiental que tendría construir el hidroducto marítimo y en la propia viabilidad del hidrógeno verde como solución energética.
Además, la previsión de transportar 2 millones de toneladas en 2030 parece bastante poco realista, señalan estos especialistas, teniendo en cuenta que actualmente en España solo se generan unas pocas decenas de toneladas al año, y en la Hoja de Ruta del Hidrógeno que se lanzó en 2020 para comienzos de la siguiente década en principio solo preveía una producción de poco más de 100.000 toneladas.
Asimismo, el transporte de hidrógeno verde aunque pueda resultar viable y rentable, en términos técnicos, de eficiencia y de costes siempre lo sería menos que la producción y el consumo locales.
Igualmente, se señala que dado que la generación de hidrógeno verde en los elevadísimos volúmenes proyectados requiere un gasto ingente de electricidad (recordemos que es necesaria la hidrólisis para separar el hidrógeno del oxígeno del agua), no está claro que todo ese suministro eléctrico pueda ser aportado por renovables, valorando además la demanda que habrá para consumo doméstico, industrial y de transporte, en un contexto como el de 2030 en el que se pretende que esté muy avanzada la transición energética hacia la plena descarbonización.
Bajo esta perspectiva, son muchas las voces que defienden que la producción de hidrógeno verde debería canalizarse hacia el reemplazo del hidrógeno fósil (que se denomina negro, marrón o gris en función del combustible fósil concreto del que procedan) que se utiliza actualmente en múltiples sectores, para priorizar su descarbonización, aprovechando también que industrias como la de la refinería del petróleo o la petroquímica disponen de infraestructuras adaptables, por lo que no haría falta una gran inversión, que además no tenga muy claras las perspectivas de rentabilización.
Alejandro Betancourt
Organizaciones internacionales como la AIE (Agencia Internacional de Energía) y la industria petrolera BP calculan que para el año 2040 la demanda mundial de energía aumentará entre un 35% y 40%. La mayor parte de ese consumo provendrá de países desarrollados. También se espera que alrededor del 37% de la generación eléctrica provenga de fuentes renovables, particularmente la eólica y la solar. En la actualidad, casi el 23% de la electricidad consumida en el planeta se genera a partir de este tipo de fuentes.
Existen distintos sistemas e innovaciones que permiten aprovechar la energía proporcionada por el viento, el sol, el agua de lluvia, el interior de la tierra o las olas del mar. Pero, también hay otras fuentes naturales que permiten generar energía inagotable y sin dañar el medio ambiente. Estas son mucho más inusuales y no han logrado ser explotadas aún. Y son conocidas como tecnologías pasivas, pues se activan sin ni siquiera ser conscientes de ello.
Así, la basura que generamos, el movimiento de los humanos, el calor que emerge de los crematorios y otros, pueden producir energía.
Estas alternativas verdes podrían ayudar en un futuro a la transformación actual para liberarnos de la dependencia de los combustibles fósiles, y por ende, mejorar las condiciones de vida en el planeta.
Fuentes de energías limpias que no hemos imaginado o explotado aun:
1. Energía cinética: cada paso dado puede iluminar la ciudad
Los humanos generamos energía cinética, aquella que un cuerpo genera a causa de su movimiento. Partiendo de este hecho como base fundamental, existen actualmente maneras novedosas de producir energía. Uno de ellos sería transformado la energía cinética en electricidad.
Como ejemplos prácticos de esto tenemos los siguientes:
- La ciudad de Ámsterdam, capital de Países Bajos. Allí se han creado unas ruedas especiales para bicicletas que permiten reunir electricidad al pedalear y al frenar. Energía que luego se traslada a la red eléctrica de la ciudad, al estacionarlas en unos soportes especiales.
- Por otro lado, se encuentra en la Estación Central del Metro de Estocolmo, Suecia, un sistema implementado debajo de las baldosas, que permite recuperar el calor generado por las pisadas de los más de 250.000 viajeros. Luego este calor se transforma en energía mediante un proceso denominado inducción electromagnética. Dicha energía es suministrada a la fábrica que se encuentra justo al frente de la estación, ahorrándoles hasta un 25% de energía a toda edificación, a través del sistema de ventilación del propio metro.
- El mismo sistema de baldosas, también se encuentra instalado en diversos pasos peatonales de la ciudad de Londres. Por las noches, ayuda a alimentar algunos sistemas eléctricos de la ciudad, tales como el alumbrado público, semáforos y paneles publicitarios.
2. Energía que producen los crematorios
Desde hace unos 5 años, la cremación también ha sido utilizada como una fuente de energía verde y sostenible.
Todo empezó en Suecia, en el pequeño pueblo de Halmstad. A raíz de una investigación que se le realizó a un crematorio del pueblo, lograron determinar que este contamina demasiado. Fue entonces cuando se diseñó una forma de reciclar el calor que desprenden los hornos y aprovechar esa energía.
Este proceso denominado “captura de calor” pronto se convirtió en una novedosa posibilidad de energía en diferentes partes del mundo, como Dinamarca y Reino Unido.
- En una pequeña localidad del condado de Worcestershire, en Redditch, utilizan el calor para climatizar una piscina pública.
- En Austria, existen unas nuevas oficinas pertenecientes a la empresa del Cementerio Central de Viena, la cual se encuentra a muy poca distancia del crematorio. Las mismas usan el calor de los hornos como fuente de energía para aclimatar el agua con la que funcionará la calefacción de todo el edificio.
3. La basura se puede convertir en energía
La basura también está incluida entre las novedosas formas de generar energía verde. En la última década se han hecho distintas investigaciones sobre el tema, también se han desarrollado diferentes tecnologías que permiten generar energía a partir de los desechos.
Y es que este manejo de la basura reduce los impactos ambientales, mediante el tratamiento y control de las emisiones líquidas y gaseosas.
- En países como Uruguay y Noruega usan un sistema tan óptimo que incluso el país europeo llegó a importar basura de otras naciones. Mientras que, en Maldonado, provincia uruguaya, aseguran la obtención de más de 1.500 MW por hora anuales gracias a este proceso.
- Entre Ruanda y la República Democrática del Congo, justo en las orillas del lago Kivu, construyeron una planta energética con el único objetivo de incrementar el número de hogares conectados a la red eléctrica, aprovechando los recursos que dispone este cuerpo de agua. Se calcula que existen unos 300.000 millones de metros cúbicos de dióxido de carbono (CO2) y 60 millones de metros cúbicos de metano (CH4).
4. Algas y medusas
Dentro del mar podemos encontrar inesperadas fuentes de energía, como las medusas y algas marinas. Las medusas no son los únicos seres marinos llamados a convertirse en una fuente de energía. En el caso de las algas marinas, más concretamente, las microalgas, tienen el potencial de convertir la luz del sol en energía.
Algunas de ellas almacenan esta energía en forma de aceites naturales. De esta forma, y con las condiciones indicadas, las algas pueden llegar a generar una enorme cantidad de dicho aceite que se puede emplear como biocombustible.
Desarrollo de dispositivos flotantes biomecánicos
Un grupo de científicos de la Universidad de Tecnología de Chalmer, Suecia, se encuentran desarrollado una serie de dispositivos biomecánicos flotantes que tendrán la capacidad de establecer interacción con las propias microalgas, obteniendo una buena dosis de energía a partir de las bacterias con capacidades 100% fotosintéticas
Es más, se proyecta como una fuente de biotecnología con bacterias, capaces de generar energía limpia aun sin tener una fuente de luz próxima.
5. Chocolate y café: otros combustibles naturales
Arthur Kay, un emprendedor perteneciente al Reino Unido es uno de los principales actores del movimiento de combustibles 100% limpios. Él pretende que los emblemáticos autobuses rojos turísticos de Londres llenen sus motores con café.
Su compañía, Biobean, utiliza los pozos de café pertenecientes a las grandes compañías internacionales de cafeterías, como Costa Café, y los transforma en una especie de gasolina. En ciudades como Londres, donde es importante mejorar la calidad del aire, esta idea podría resultar vital para la salud de sus ciudadanos.
Nestlé intenta producir combustible a partir de la cáscara del cacao
Para hacer las barras de chocolate, no hace falta todo el fruto del cacao; la cáscara se desperdicia. Por esta razón, Nestlé España, junto a la compañía de servicios energéticos Bioenergy Iberica aprovecharán este elemento para hacer combustible.
Esto será posible gracias a la implementación de calderas de biomasa, que calentará la cáscara y aprovechará su poder calorífico para crear un biocombustible que tostará el cacao usado para el chocolate. Nestlé España se propuso que para el 2050 sus emisiones de carbono sean 0 y con la cáscara del cacao han dado un paso gigante.
Apostar por las tecnologías pasivas y sobre todo por aquellas energías limpias que no han sido aún explotadas es pensar en el futuro. Conocer, promover, comprender, aplicar y potenciar el uso de nuevas energias contribuye al proceso de transformación energética.
