PUBLICACIONES DYNA

El hidrógeno es la estrella en las noticias y en los objetivos europeos como sucesor “verde” del ahora costoso gas natural. Sin embargo, estudios llevados a cabo por el Instituto Fraunhofer alemán estiman que el hidrógeno supondrá entre el 4 y el 11% del total energético para 2050, con la electrolisis como medio de producción y con el elevado consumo de electricidad renovable y de agua potable que supone. Quedan aún incógnitas sobre otros medios de producción, basados en los residuos de varios tipos, como basuras, plásticos o biomasa, o técnicas alternativas. Enfocado en principio a la automoción mediante pilas de combustible, falta por determinar su empleo eficiente y seguro como combustible en la industria metalúrgica o en usos domésticos. Están pendientes de resolver las posibilidades y normativas para la distribución y almacenaje generalizados. En este sentido, mucho se ha citado al amoníaco (NH3) como soporte del hidrógeno e incluso como combustible directo, sobre todo para motores del transporte pesado o marítimo, pero sin haber llegado a propuestas realmente aplicables.
Entre los diversos medios para el almacenaje de energía eléctrico, fundamental para una eficiente generación renovable (solar, eólica, de olas o de mareas), son las baterías y sus tipos de ion-Li el medio comúnmente utilizado, a pesar de publicitarse muchos otros (baterías redox, aire a presión, térmicos, cinéticos o estáticos). A espera de la aparición de algún santo grial de las baterías, con otros tipos de cátodos o de electrolito sólido que mejore sus prestaciones, duración o precio, sigue siendo una técnica cara y costosa que, por ejemplo, en el automóvil, está llevando a considerar el sistema híbrido como más posibilista hasta que se alcancen objetivos técnicos reales.
La competencia en los aerogeneradores se ha estabilizado en muy pocas organizaciones capaces de seguir la carrera de unidades cada vez más potentes, ya en la línea de los 15 MW de potencia nominal. Al mismo tiempo, la necesidad de ubicarlos en aguas profundas (>50m), ha creado una infinidad de propuestas de estructuras flotantes para ubicarlos sin haber focalizado aun la óptima. Su distancia a las costas obliga igualmente a instalar plantas de conversión centralizada flotantes de elevado costo y de única conexión a tierra. También hay proyectos variopintos para la generación del hidrógeno “verde” offshore y traerlo por tubería o buques gaseros.
Los paneles fotovoltaicos son los grandes triunfadores de la generación solar, capaces de cubrir el mercado de pequeños edificios residenciales, de grandes cubiertas o de inmensos parques terrestres. Con el hándicap de su bajo rendimiento (> 25%) y su durabilidad, son innumerables las investigaciones para aumentarlos. Se basan en materiales distintos del silicio como la perovskita, en recubrimientos anti reflexión, etc., aunque en su mayor parte son propuestas a nivel de laboratorio con escasas posibilidades de próxima realidad. Su utilización va estrechamente ligada con las baterías de almacenaje, tanto a nivel doméstico como de grandes parques, y a las posibilidades de las redes inteligentes en el intercambio de producción/consumo de energía. Quedan ya en segundo plano otros tipos de generación solar por concentración de la radiación en puntos o zonas donde, por medio de fluidos diversos y cambiadores de calor, se produce vapor de agua para grupos turbina-alternador convencionales.
A pesar de los planes de cierre total de las unidades nucleares de fisión que está programada en algunos países, no parece que pueda preverse la desaparición de esta tecnología, al menos hasta que no se disponga de una sustitución formal y efectiva con sus mismas características de dimensión y fiabilidad. Países aún muy necesitados de crecimiento energético, como China o la India, van a seguir instalando nuevas unidades y más ahora que están presionados por los requisitos de limitar la emisión de gases que producen el cambio climático. En el movimiento de desarrollo de la generación renovable y, ante una política de no abordar nuevas grandes unidades, han proliferado los proyectos para los llamados SMR (Small Modular Reactors) que, con potencias alrededor de los 300 MW, pueden ser construidos íntegramente en fábrica de forma rápida y económica, transportados e instalados en su emplazamiento con mayor nivel de seguridad que las grandes unidades. Aseguran ser el complemento ideal para dotar de estabilidad a la generación renovable, pero aún no se ha hecho realidad esa propuesta.
Menos puede afirmarse alguna certeza sobre la esperanza, ni siquiera a medio plazo, de la generación nuclear de fusión. Los equipos más utilizados para crear y encerrar el plasma capaz de fusionar deuterio y tritio, de confinamiento magnético, los llamados “tokamaks”, llevan más de 60 años de experimentaciones en varios países. En algunos de ellos se han superado los 100 millones de °C, China comunicó haber mantenido 120 millones de °C algo más de 100 segundos y más recientemente haber superado los 1.000 segundos a 100 millones de ºC, pero aun sin alcanzar los 150 millones de °C deseables en una fusión sostenida y sin haberse comprobado el objetivo de ganancia neta suficiente en la reacción. Sin embargo, esta ha sido conseguida en EE.UU. en un experimento de fusión en confinamiento inercial por bombardeo de una cápsula con deuterio y tritio por láser de muy alta potencia, pero en una fase de proyecto muy inicial. La carrera de los distintos “tokamaks” menores y algún otro artilugio similar, como el “stellarator” alemán para conseguir resultados positivos continúa, pero la respuesta más esperada está en el ITER que, con sus 500 MW, aspira a que antes de 2050 nos pueda confirmar que es posible conseguir, de forma estable, una ganancia energética neta al menos de 10 veces la aportada. En caso positivo, su sucesor, llamado DEMO de 2.000 MW, podría ser, a finales de este siglo, el primer reactor de fusión comercial que aporte energía eléctrica a la red y aspire a una ganancia energética de 25. Dadas las enormes inversiones necesarias y sin perder esperanzas en ese camino, estamos en este tema bordeando perspectivas cercanas a la ciencia ficción, ahora fantasía, aunque quizá serán realidad dentro de un par de generaciones.
Sin embargo, parece inevitable que el gas natural sea el medio energético de transición y apoyo a las renovables convencionales, solar y eólica, al menos durante los próximos diez o más años y que si se estima necesario reducir la incidencia de las emisiones de CO2, sea interesante actuar sobre ellas. Mucho se ha especulado sobre las tecnologías para la captura y almacenaje de CO2, aunque las dificultades técnicas para su separación en los gases productos de combustión y los elevados costes han ido relegándolas paulatinamente. Con el uso del gas natural como combustible, esa captación resulta más sencilla y están proponiéndose diversos procesos para su conversión por hidrogenación en “gas de síntesis”, que pueda ser utilizado de nuevo como combustible, fuente de productos químicos o transformado en otros hidrocarburos que se consideren sostenibles. También a partir de residuos orgánicos se está obteniendo este tipo de hidrocarburos aplicables a las aeronaves, el llamado SAF (Sustainable Aviation Fuel), ensayado con éxito, pero aun sin haber dado el paso a una utilización apreciable.
Este pequeño repaso a los enfoques energéticos que han podido revisarse a lo largo de la década 2020 nos puede dar una idea del conjunto de ilusiones, fantasías y realidades que circulan alrededor de este tema y ayudarnos a crear un juicio sereno sobre las posibilidades planteadas.