Etiqueta: energía limpia

¿Es posible transformar el calor de los volcanes en electricidad limpia?

Publicado por Carmen Toro
22 octubre, 2024

La energía producida a partir de las fumarolas de los volcanes, desarrollada por primera vez a nivel mundial por un equipo de investigadores de la Universidad de Navarra, permite generar energía durante todo el año, independientemente de las condiciones climatológicas.

La preocupación por el medio ambiente y el cambio climático ha impulsado la innovación sostenible, sobre todo en cuestión de transición energética. La búsqueda de alternativas para obtener electricidad ha llevado a generar soluciones a partir del agua marina, de la nieve, del compost, y también de los volcanes. Un grupo de investigadores españoles de la Universidad Pública de Navarra (UPNA), pertenecientes al Instituto de Smart Cities (ISC), ha desarrollado un generador termoeléctrico pionero a nivel mundial, que es capaz de producir energía eléctrica renovable a partir del calor volcánico que llega a la superficie terrestre. Este generador tiene un impacto medioambiental mínimo, ya que se trata de energía limpia.

El proyecto Generadores Termoeléctricos Autónomos para Vigilancia Volcánica (VIVOTEG), financiado por la Agencia Estatal de Investigación, se puso en marcha para desarrollar una tecnología inédita, basada en generadores termoeléctricos capaces de aprovechar el calor geotérmico presente en las fumarolas de los volcanes para producir electricidad y poder alimentar las estaciones de vigilancia volcánica. Su gran ventaja es que es capaz de producir energía eléctrica de manera continua, independientemente de las condiciones ambientales o de la luz solar, por lo que supone un avance en la monitorización en tiempo real de fenómenos geológicos y volcánicos.

Los generadores termoeléctricos funcionan gracias a un sistema modular de efecto Seebeck, unos dispositivos que transforman el calor geotérmico en energía eléctrica, con una diferencia mínima de temperatura

El grupo de investigación de la UPNA ha empleado módulos termoeléctricos de efecto Seebeck, unos dispositivos que transforman el calor geotérmico en energía eléctrica. Para que los módulos funcionen, necesitan tener un lado caliente y otro frío. El calor de la Tierra calienta un lado del módulo y el aire frío de la Antártida, la región donde se ha probado, enfría el otro. Los investigadores han creado la diferencia de temperatura necesaria con el desarrollo de intercambiadores de calor de alta eficiencia, capaces de transportar el calor geotérmico desde el suelo, a una profundidad de 40 centímetros, hasta el módulo termoeléctrico, con muy poca pérdida de temperatura. Estos intercambiadores de calor maximizan esa diferencia de temperatura, acercando la cara caliente de los módulos a la temperatura de la fuente de calor, y la cara fría a la temperatura ambiente.

Los generadores termoeléctricos geotérmicos no emplean partes móviles como bombas o ventiladores, lo que reduce al mínimo su mantenimiento y los convierte en generadores eléctricos muy robustos, que tienen la posibilidad de funcionar durante todo el año. Además, su diseño modular permite aumentar la potencia producida solo con la instalación de más módulos termoeléctricos.

Un avance de gran importancia a la hora de superar el reto de dotar de suministro energético a los sensores de medida y equipos de emisión de datos de proyectos científicos geológicos y vulcanológicos, así como a las estaciones de vigilancia volcánica, especialmente, a los que se hallan en lugares remotos y de climatología extrema, como la isla Decepción de la Antártida.

Este método permitirá mejorar el estudio geológico y la vigilancia volcánica, y, en consecuencia, incrementará la predicción de las erupciones volcánicas para anticipar y reducir los impactos potenciales sobre la población

Además, permitirá mejorar el estudio geológico y la vigilancia volcánica de la zona y hará posible tener datos geológicos en tiempo real durante todo el año, incluido el invierno. Extrapolar los generadores termoeléctricos a muchos otros volcanes del mundo contribuiría a aumentar la seguridad de la sociedad, al mejorar la vigilancia volcánica con una mejor y mayor anticipación a las erupciones. También, facilitaría la predicción de las erupciones volcánicas, lo que contribuiría a reducir los posibles impactos sobre la población. 

Por tanto, esta iniciativa supone un gran paso, tanto a nivel medioambiental como científico, ya que abre la posibilidad de llevar energía a zonas del mundo antes impensables por sus condiciones climáticas, y demuestra que, en cuanto a energías limpias y desarrollo sostenible, aún queda mucho por descubrir. 

Las nevadas como fuente de energía limpia: así funciona la electricidad blanca

Publicado por Pamela Subizar
10 septiembre, 2024

Sabemos que cada copo de nieve es único por su estructura cristalina. Investigadores exploran ahora otra propiedad de la nieve que puede transformar el campo de las energías renovables: su capacidad para generar cargas eléctricas. La nueva fuente de energía limpia tiene el potencial único de implementarse donde ninguna otra opción sostenible es viable. 

El sol, el viento y el agua se han utilizado durante décadas para generar electricidad de forma sostenible, en reemplazo de los combustibles fósiles, como el petróleo, el gas y el carbón. Ahora investigadores exploran una nueva alternativa que puede revolucionar el campo de la energía renovable: la nieve. La llamada electricidad blanca tiene el potencial de lograr un alcance a gran escala, ya que aproximadamente el 30% de la superficie de la Tierra está cubierto de nieve. Además, esta forma de generación de electricidad llega a regiones remotas de frío extremo, donde ninguna otra opción sostenible es viable. De momento, la industria ha comenzado a dar sus primeros pasos. 

La llamada electricidad blanca tiene el potencial de lograr un alcance a gran escala, ya que aproximadamente el 30% de la superficie de la Tierra está cubierto de nieve

Un equipo de investigadores de la Universidad de California. en Los Ángeles (UCLA), comenzó a desarrollar en 2019 una tecnología que obtiene energía de la nieve a partir del principio de la electricidad estática, por intercambio de electrones. Se trata de un dispositivo pequeño, delgado y flexible, denominado nanogenerador triboeléctrico basado en nieve (Snow-TENG, en inglés), que está fabricado con silicona, un material sintético parecido al caucho con carga negativa. Como los copos de nieve tienen carga positiva, cuando entran en contacto con la silicona se produce un intercambio de electrones, uno cede y otro toma, que genera electricidad.

«Puede funcionar en áreas remotas porque genera su propia energía y no necesita baterías», remarcó el autor principal del estudio, Richard Kaner, al dar a conocer la innovación. El Snow-TENG tiene bajo coste de producción, por la gran disponibilidad de silicona, y puede acoplarse a los paneles solares generando energía cuando están cubiertos por nevadas y no hay suficiente luz solar. Sin embargo, aún es pronto para conocer su alcance, ya que no se ha fabricado a gran escala y los que ya están disponibles no generan suficiente energía, por ejemplo, para abastecer un edificio entero. La innovación sí ha mostrado otras aplicaciones exitosas como el monitoreo de deportes de invierno.

El dispositivo Snow-TENG tiene un bajo coste de producción y puede acoplarse a los paneles solares, generando energía cuando las nevadas los cubren y no hay suficiente luz solar

Del otro lado del mundo, en Japón, está en marcha un experimento con un posible mayor alcance. La Universidad de Electro-Comunicaciones de Tokio y la empresa TI Forte están explorando el uso de grandes cantidades de nieve para impulsar una turbina generadora de electricidad. El proyecto se realiza en la ciudad japonesa de Aomori, uno de los lugares con más nieve del planeta (se acumulan unos 8 metros de media cada invierno). La nieve que retiran las máquinas de la ciudad es arrojada a una piscina, donde se usan turbinas para generar energía a partir de la diferencia de temperatura entre la nieve y el aire circundante.

Hay desafíos por sortear, como garantizar un suministro de aire caliente continuo en regiones nevadas, pero el nuevo sistema japonés tiene las bases para ser una alternativa rentable en los países nórdicos o que sufren inviernos de temperaturas extremas, en especial durante crisis energéticas como la desencadenada por la guerra en Ucrania. Y puede ser tan eficiente como la energía solar, aseguran los investigadores.

Energía verde e inteligente: la IA al servicio de las renovables

Publicado por María Ramos Domínguez
16 agosto, 2024

renovables

Aplicar la inteligencia artificial en el sector de la energía verde permite optimizar procesos, corregir problemas y explorar nuevas potencialidades. Así, las renovables multiplican su capacidad y, por ende, su valor.  

Son dos de las tendencias de moda: La inteligencia artificial está dominando la conversación en el ámbito tecnológico, con sus grandes capacidades de análisis en ingentes volúmenes de datos y la automatización de operaciones. Las renovables son casi un imperativo cuando se trata de energía, sobre todo en el actual contexto en el que se demandan alternativas limpias para reducir la dependencia de otras formas más contaminantes y finitas. Parecían predestinadas a encontrarse. 

¿Para qué se puede utilizar entonces la IA cuando se habla de la optimización del desarrollo en las renovables? La respuesta corta es: para casi todo y en todas las fases del proceso. 

Anticiparse a posibles picos de demanda permite redistribuir la energía para destinar más recursos allí donde sean necesarios

En una primera fase, por ejemplo, el análisis inteligente de datos meteorológicos permite estudiar las localizaciones idóneas para ubicar nuevas instalaciones. Una vez en funcionamiento, en la generación de suministro, al cruzar las previsiones del tiempo con los datos del propio parque, se puede conocer si van a producirse fenómenos adversos y predecir cuánta energía se va a generar. También mediante la monitorización en la red de transporte: Red Eléctrica ha implantado en varias líneas aéreas 750 sistemas DLR (Dynamic Line Rating). Estos constan de sensores y estaciones meteorológicas con tecnología IoT e inteligencia artificial, para predecir de forma precisa la capacidad de transporte de las líneas y optimizar su uso: se puede llegar a incrementar hasta un 30% su capacidad. 

También en las instalaciones, independientemente de su tipo, el empleo de analítica predictiva permite adelantarse a la hora de realizar tareas de mantenimiento, al calcular los límites de uso de cada dispositivo o estructura. Además, otra de las funcionalidades que está permitiendo la IA aplicada a las energías renovables es la creación de smart grids o redes de distribución inteligentes, en las que se realiza análisis en tiempo real. Esto posibilita conocer los patrones de uso de los consumidores finales, de tal modo que se pueden controlar posibles fraudes o facilitar una gestión personalizada del consumo eléctrico. Proyectos como el de Elewit, utilizan técnicas de análisis de datos para elaborar modelos de predicción de producción y demanda, mejorando así la cobertura: anticiparse a posibles picos de demanda permite redistribuir la energía de modo que se destinen más recursos allí donde sean necesarios. 

Entrenar un algoritmo de procesamiento del lenguaje natural emite el mismo CO2 que cinco vidas útiles de un coche

Tareas pendientes

Sin embargo, las ventajas en la aplicación de tecnologías inteligentes tienen una contra: su coste medioambiental. Entrenar un algoritmo de procesamiento del lenguaje natural emite el mismo CO2 que cinco vidas útiles de un coche. Asimismo, los centros de datos consumen ya más electricidad que la mayor parte de países del mundo, además de necesitar grandes cantidades de agua para refrescar las instalaciones. 

El sector tecnológico es consciente de este problema y está buscando vías para mitigarlo, como el desarrollo de software verde, que se preocupa tanto por el impacto final de la herramienta como por lo que consume. Se trata de una forma de utilizar la tecnología que, además, se alinea con los principios sobre los que operan las energías renovables.

Tres inventos que ya mejoran la producción y el consumo de energía en las ciudades

Publicado por Isabel Benitez
6 agosto, 2024

ciudades

Cada vez son más las ciudades de todo el mundo que buscan soluciones para ser más sostenibles, ya sea mediante el desarrollo de nuevas fórmulas para generar energía limpia o invirtiendo en sistemas que permiten minimizar su consumo e incluso absorber las emisiones de CO2 que se derivan del mismo.

Ocupan solo un 3% de la superficie de la Tierra y, sin embargo, son ya responsables de entre un 60 y un 80% del consumo de energía y tres cuartas partes de las emisiones globales de gases contaminantes a la atmósfera. En palabras de Naciones Unidas, las ciudades se han convertido en «una de las principales causas del cambio climático», pero también podrían ser un aliado fundamental para combatir sus efectos. 

Por eso, más allá de la adaptación de soluciones ya existentes –como los paneles solares o los aerogeneradores– al contexto urbano, empresas y administraciones de todo el mundo trabajan, desde hace años, para desarrollar soluciones innovadoras que permitan mejorar la producción y el consumo de energía en las ciudades.

La energía que hay en una pisada

Una de esas soluciones son los pavimentos cinéticos y piezoeléctricos. Aunque basados en tecnologías diferentes, ambos generan energía a partir de los desplazamientos de personas y vehículos sobre ellos. 

El primero utiliza un mecanismo de resortes y palancas por el que cada paso produce una pequeña cantidad de electricidad. La empresa británica Pavegen lleva años instalándolo en lugares como el estadio olímpico de Londres o el aeropuerto de Heathrow. El segundo, por su parte, aprovecha la capacidad de ciertos materiales –como algunos cristales y cerámicas– para generar corrientes eléctricas cuando son sometidos a presión mecánica. Esta tecnología se utiliza en carreteras de Tel Aviv y en las escaleras de la estación de metro de Odenplan de Estocolmo.

Los sistemas de bioluminiscencia permiten iluminar las ciudades sin necesidad de conectarse a la red eléctrica

Iluminar las ciudades sin electricidad 

Buena parte de la electricidad que generan esos nuevos pavimentos va destinada a alimentar sistemas de iluminación, como farolas o señales de tráfico. Sin embargo, existen alternativas para iluminar las ciudades sin necesidad de conectarse a la red eléctrica, como la bioluminiscencia.

La francesa Glowee fue una de las primeras en conseguir iluminar escaparates, pasos de peatones y mobiliario urbano en pueblos como Rambouillet y la propia París copiando un proceso que puede observarse en seres vivos como las luciérnagas y muchos animales marinos. Desarrolló lámparas e instalaciones que reproducen las condiciones que la bacteria Aliivibrio fischeri necesita para «brillar» –y nunca mejor dicho– en toda su plenitud. 

Aun así, no hace falta trasladarse al país galo para encontrar soluciones de este tipo. Aquí, en nuestro país, Bioo ya integra hongos bioluminiscentes naturales en entornos urbanos y experimenta, además, con la obtención de energía de las mismas plantas, como ya hizo en su momento la empresa belga Plant-e. Este modelo aprovecha la corriente eléctrica que generan los microorganismos presentes en la tierra al descomponer el material orgánico. 

Ya hay baldosas que pueden generar energía con nuestras pisadas o absorber el exceso de CO2 del aire de las ciudades

Baldosas que capturan CO2

Pero no se trata solo de buscar nuevas fuentes de energía o de intentar reducir su consumo, también existen soluciones para minimizar el impacto de las emisiones de gases contaminantes que puedan derivarse de la actividad de las ciudades. 

Bilbao se convirtió hace unos años en la primera ciudad española en instalar las baldosas ecológicas de la empresa zamorana Trenza Metal. Estas losetas, muy similares en apariencia a las que solemos encontrar en las aceras de otros tantos núcleos urbanos, contienen en su composición un activo adicional: hidróxido de carbono. Cada metro cuadrado de este pavimento tiene capacidad para absorber el exceso de CO2 contenido en 5.000 metros cúbicos de aire. 

Estas tres iniciativas son algunos ejemplos de soluciones que ayudan a las ciudades no solo a cumplir sus objetivos de sostenibilidad medioambiental, sino también a mejorar la calidad de vida y el bienestar de sus vecinos, de forma que la innovación queda al servicio de las personas.

Palas de madera laminada: hacia una energía eólica totalmente limpia

Publicado por María Ramos Domínguez
28 mayo, 2024

Las energías renovables no están exentas de la generación de residuos contaminantes. En el caso de la eólica, el desafío pasa por el reciclaje de las palas de los aerogeneradores. Frente a este problema surgen opciones que garantizan una mayor sostenibilidad, como las palas de madera laminada o LVL. 

La energía eólica está experimentando un importante momento de expansión. En 2023 se generaron 1.021 GW por esta vía a nivel mundial. En España, el quinto país del planeta en potencia eólica instalada, es ya la principal fuente de energía, según datos de Red Eléctrica: un 23,5% de la capacidad eléctrica del país en 2023 procedió de aerogeneradores. 

Se estima que los desperdicios de palas alcanzarán las 43 millones de toneladas en 2050

No obstante, este cambio a una energía renovable no implica una producción 100% limpia. Entre un 10 y un 15% de los materiales de un aerogenerador no son reciclables. Los molinos de viento, como cualquier estructura, tienen una vida útil de entre 25 y 30 años. Entre sus componentes no reciclables se encuentran las palas, cuyos desperdicios se estima que alcanzarán los 43 millones de toneladas en 2050. Desde 2019 hasta 2024 se ha previsto el desmantelamiento de un total de 14.000 palas en Europa. Estas cifras dan cuenta de la magnitud del reto de la gestión de la energía eólica al final de la vida útil de sus componentes.

La dificultad de reciclar las palas de los aerogeneradores proviene de que estos segmentos se elaboran con materiales compuestos, principalmente poliéster o epoxi reforzados con fibra de vidrio o de carbono. Su principal ventaja es que permiten estructuras más ligeras y duraderas, aunque tienen un inconveniente: su reciclaje es complejo y costoso. 

Respuestas a un desafío único

Una de las estrategias hacia una eólica totalmente limpia pasa por atajar el problema en origen mediante el empleo de materiales sostenibles. Recientemente, la startup Voodin Blade Technology ha montado en una turbina existente en Breuna, Alemania, unas palas realizadas en LVL, madera laminada enchapada o capas muy finas de madera ensambladas mediante adhesivos. 

La madera laminada es un material 100% biodegradable y tiene un proceso de fabricación más automatizado por la cercanía a parques eólicos

La compañía asegura que es un material 100% biodegradable, lo que minimizaría el problema de gestión una vez finalizado su ciclo de vida.  Otra ventaja: una mayor automatización del proceso de fabricación, gracias a que se producen cerca de los parques eólicos. Esto se traduce, según la startup, en una reducción del 78% las emisiones derivadas de su fabricación y un ahorro del 20% de los costes. 

Otras alternativas pasan por la reutilización de las infraestructuras mediante la venta en otros mercados. El reciclaje mecánico tritura las palas viejas y emplea el resultante en otros productos, como hormigón o aislamientos de construcción. El térmico o químico emplea distintos procesos para reaprovechar las fibras, separándolas de las resinas. 

Los esfuerzos en España en este sector se han incrementado en los últimos 5 años, en parte gracias al apoyo de distintas administraciones; por ejemplo, las ayudas específicas del Gobierno para la creación de plantas de tratamiento de palas. Instalaciones como las de Lumbier y Cortes, en Navarra, o la de León tienen previsto abrir entre 2024 y 2025. 

Precisamente esta última planta está financiada en parte con fondos europeos, a través del consorcio de 14 empresas Blades2Build. Y es que en Europa también se están moviendo iniciativas de interés, como la de Continuum, una empresa que convierte las palas en material reciclable para edificios. Entre sus planes, abrir seis plantas de reciclaje por el continente, empezando por Dinamarca y Reino Unido. La investigación en nuevos materiales, la reutilización de infraestructuras usadas o la apuesta por distintas formas de reciclaje son las respuestas con las que la industria eólica quiere encontrar maneras de reciclar elementos que, hasta hoy, lastraban la etiqueta de energía totalmente limpia.

Así es la nueva energía que se utilizará en las misiones interplanetarias

Publicado por Pablo Cerezal
13 mayo, 2024

La mayoría de naves espaciales utilizan paneles solares para generar la electricidad que les permita funcionar. Pero los ambientes más extremos invalidan su eficacia. Las células termorradiativas evitan este problema uniendo energía solar y nuclear.

¿Podría una misión espacial llegar hasta Urano, el séptimo planeta de nuestro sistema solar? ¿Sería posible generar la energía necesaria para propulsar un satélite hasta un planeta que es puro hielo y se encuentra a 2.721 millones de kilómetros del nuestro? Esto es lo que se ha propuesto el programa de la NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC).

Cada año, el NIAC subvenciona proyectos tecnológicos innovadores que permitan a la NASA seguir avanzando en sus investigaciones lejos de la atmósfera terrestre. Y este mismo año, uno de los proyectos subvencionados ha sido el desarrollado por un equipo de científicos del Rochester Institute of Technology del estado de Nueva York (EE.UU.). Se trata de una nueva fuente de propulsión generada por una combinación de energía solar y energía nuclear que podría enviar pequeñas naves espaciales hasta los mismos límites del sistema solar.

Los paneles solares que alimentan las naves espaciales carecen de eficacia alrededor de los -218ºC que llega a alcanzar el planeta Urano

La posibilidad de que, gracias a esta nueva fuente de propulsión que recibe el nombre de células termorradiativas (TRC), pequeñas naves espaciales puedan alcanzar Urano es absolutamente revolucionaria porque, hasta ahora, la energía que utilizan es generada por paneles solares. Urano, como decíamos al inicio, es un planeta tan frío que se conoce como el «gigante de hielo», y alcanza temperaturas de -218ºC. Evidentemente, los paneles solares que producen la energía de la gran mayoría de naves espaciales que, en la actualidad, surcan el espacio, no servirían para producir energía en ambientes tan gélidos y a los que la luz del sol apenas roza.

Con las TRC, los científicos pretenden lograr unos propulsores más potentes y resistentes a las temperaturas extremas que rodean los planetas más alejados del nuestro. La primera fase de su estudio, dejó patente la efectividad de este sistema cuyo funcionamiento es el contrario al de una célula solar: en vez de producir calor, convierte el calor producido por un radioisótopo (combustible nuclear) en luz infrarroja que, enviada al espacio, genera electricidad durante su recorrido. Lo que permite este sistema es crear unos motores más pequeños, sin piezas móviles que provoquen fallos mecánicos, y con una potencia significativamente mayor que la de los actuales paneles solares, de cuya energía se alimentan las naves espaciales. Además, debido al máximo aprovechamiento que hacen de la energía solar, se convierten en un tipo de motores altamente sostenibles.

Las células termorradiativas convierten el calor producido por combustibles nucleares en luz infrarroja que, enviada al espacio, genera energía en su recorrido

El proyecto se encuentra ya en su segunda fase, y los científicos quieren lograr que los motores de TRC puedan reducirse aún más en peso y tamaño y, sobre todo, minimizar al máximo su consumo de energía. También, se están realizando diversos experimentos que posibiliten crear motores TRC capaces de soportar temperaturas aún más extremas.

El programa NIAC, mientras tanto, seguro del éxito de las investigaciones, ha definido ya el tipo de nave espacial que, con los TRC, quieren hacer llegar hasta Urano. Se trata de los «CubeSats», un satélite cúbico en miniatura creado en 2002 por investigadores de la Universidad de Stanford.

La hoja de ruta ya está marcada, y si las investigaciones siguen el mismo curso que hasta ahora, pronto podremos comprobar cómo un CubeSat impulsado por TRC alcance los confines del sistema solar.

El sol y la agricultura: claves para la transición energética

Publicado por Javier Molina
20 abril, 2024

La convergencia entre la energía solar y los cultivos agrícolas dibuja la hoja de ruta hacia un futuro más sostenible con una industria en auge que se presume fundamental en la lucha global contra el cambio climático.

En la carrera contrarreloj que el planeta libra contra el cambio climático, aparece un actor semidesconocido para la gran mayoría de la población: la energía agrovoltaica. Si bien las placas solares son un elemento común y una alternativa sostenible muy utilizada, incluso para el autoconsumo, su aplicación en agricultura y ganadería resulta menos habitual.

La fusión agrovoltaica mantiene frescos los pastos gracias a los paneles que captan la energía del sol

También conocida como agrofotovoltaica, este tipo de energía consiste en algo tan sencillo como aprovechar un mismo terreno para obtener energía solar y cultivar productos agrícolas de forma simultánea. Es lo que se denomina smart farming: promover la agricultura y generar electricidad desde un único lugar. Además, la sombra que ofrecen los paneles mantiene frescos los pastos y ofrece refugio a los animales. Instaladas a varios metros de altura, las placas pueden ver modificada su orientación para maximizar la eficiencia del sistema agrovoltaico. Y, al mismo tiempo, sirven para atraer y proteger a insectos polinizadores, en especial a las abejas, potenciando la biodiversidad.

Aunque fue inventada en 1981, su uso se ha disparado en la última década, experimentando un crecimiento significativo que la convierte en una iniciativa muy interesante para la generación de electricidad sostenible. Los datos así lo indican: España es el cuarto productor de energía fotovoltaica en Europa, detrás de Alemania, Italia y Reino Unido, según la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA, por sus siglas en inglés). Y las posibilidades son inmensas ya que el 50% del suelo español se considera superficie agraria útil, unos 23 millones de hectáreas potenciales donde poder implementarla, conforme a los datos del Ministerio para la Transformación Ecológica y el Reto Demográfico.

Los agricultores pueden diversificar sus ingresos y mantener la productividad con plantaciones adecuadas para crecer bajo la sombra de la instalación fotovoltaica

Según datos del informe Overview of the Potential and Challenges for Agri-Photovoltaics in the European Union, si se implementaran sistemas agrovoltaicos en el 1% de la superficie agrícola utilizada de la UE se produciría el 1 TW de capacidad fotovoltaica, muy por encima de los 590 GW previstos para 2030. Por su parte, España, que tiene el segundo objetivo más alto de desarrollo fotovoltaico para 2030 (92 GW), podría quintuplicar su energía si incorporara agrovoltaica en el 1% de su superficie agrícola.

En días nublados, la menor producción de energía se compensa con el uso de la energía almacenada de días soleados. Así, los agricultores pueden diversificar sus ingresos y mantener la productividad con plantaciones adecuadas para crecer bajo la sombra de la instalación fotovoltaica como vides, hongos o plantas aromáticas, entre otras.

A pesar de que construir un futuro sostenible supone un reto mayúsculo, impresiona pensar que, tal y como señala un estudio publicado en la revista Nature, para compensar la demanda mundial de energía con la producción solar bastaría con que menos de un 1% de las tierras de cultivo implantaran un sistema de energía agrovoltaica.

¿Son las islas solares una alternativa más eficiente?

Publicado por Marina Obba
11 abril, 2024

Mediante un aprovechamiento ingenioso del espacio, un aumento de la eficiencia inspirada en la naturaleza y la apuesta por la integración de sistemas con redes inteligentes, las islas solares allanan el camino hacia un sistema energético limpio, fiable y resiliente.

Cuando éramos pequeños, nos enseñaban a tener cuidado con el agua y la electricidad debido al peligro inherente a su combinación. Sin embargo, en la actualidad, estamos presenciando una innovación que une estos dos elementos de manera segura y eficiente.

Conocidas en la industria como fotovoltaica flotante, o parques solares flotantes, estas no son islas repletas de paneles solares, sino estructuras flotantes compuestas de placas situadas en masas de agua como embalses, pantanos o más recientemente, el mar. Desde India, país que acoge la mayor infraestructura de este tipo, a Brasil, primer país latinoamericano en el que se instala, las islas solares están revolucionando el panorama global de las energías renovables.

Donde el espacio es un lujo y la descarbonización una prioridad, optimizar el espacio y maximizar la eficiencia se vuelve más crucial que nunca, y las islas solares están en la corriente para resolver esta encrucijada. Las exigencias contrapuestas de las industrias alimentaria, energética y las demandas crecientes de otros bienes y servicios clave para la lucha contra el cambio climático, entre ellos, el almacenamiento de carbono, convierten el suelo en un lugar casi tan congestionado como las grandes capitales del planeta.

Donde el espacio es un lujo y la descarbonización una prioridad, optimizar el espacio y maximizar la eficiencia se vuelve más crucial que nunca

Instituciones como MacArthurFoundation o Chatham House alertan del uso y explotación excesivos de la tierra, y sobre la posibilidad de que no haya superficie suficiente para alcanzar los objetivos climáticos y de biodiversidad para 2050. Además de resolver uno de los desafíos más apremiantes de la fotovoltaica tradicional (el espacio), las islas solares pueden apoyar el aumento considerable en el uso de renovables para llegar a los objetivos globales de emisiones cero para 2050.

Para ello, empresas como Solar Duck, ahora con el foco en alta mar, apuestan por la fotovoltaica flotante offshore, trasladando estas instalaciones inicialmente desplegadas en embalses, lagos o pantanos, para una generación de energía, de escala megawatt a escala gigawatt. Por otro lado, Solaris Float, desarrolladora de PROTEVS en Países Bajos, pone su foco en evitar discontinuidades en picos de sol, aumentando la producción por metro cuadrado con innovaciones como la robotización de paneles «girasoles» que siguen al sol de este a oeste. Se está evaluando la complementariedad de esta medida, que podría ser hasta un 40% más eficiente que la fotovoltaica tradicional, según la empresa, con otras energías renovables. En el Mar del Norte, TNO está determinando, además, su integración en parques eólicos, o un nuevo prototipo en el Mediterráneo, en el puerto de Valencia, que considera la integración potencial para hidrógeno verde.

La fotovoltaica flotante podría generar impactos sociales y económicos positivos más allá de aquellos marcados en materia medioambiental

Aún en fases precomerciales en la mayoría de los casos, esta tecnología se centra en la viabilidad técnica de sistemas de anclaje, flotación, sistemas eléctricos o inclinación de paneles para la optimización de la producción energética, tal y como muestra el manual publicado por SolarPower Europe, una guía para el desarrollo de esta tecnología aún emergente. Y mientras se continúa investigando el impacto de estas instalaciones en ecosistemas marinos o en el comportamiento de aves, el apoyo a la innovación en fotovoltaica flotante podría generar impactos sociales y económicos positivos más allá de aquellos marcados en materia medioambiental. Se espera que atraiga el interés científico y tecnológico, y esto ayude a reavivar zonas rurales vaciadas o diversificar economías isleñas, como en el caso de La Palma.

Para acelerar la transición energética y llegar a los objetivos de emisiones cero, soluciones como las islas solares, que aprovechan espacios inutilizados y apuestan por la eficiencia y continuidad de los sistemas, serán clave para responder a los desafíos que se vayan planteando. Por supuesto, es necesario buscar la combinación óptima en cada entorno y adaptar las soluciones a las distintas condiciones, pero ya estamos viendo que esta tecnología es especialmente interesante en zonas con poca tierra como Países Bajos, o con mucha agua, como es el caso de España.

Biohidrógeno, ¿tan prometedor como dicen?

Publicado por Jorge Ratia
22 marzo, 2024

El biohidrógeno forma parte del universo del biogás y se posiciona como fuente de energía renovable capaz de acelerar la lucha contra el cambio climático. Sin embargo, es una tecnología en desarrollo con retos económicos pendientes por resolver.

Científicos ambientales, ingenieros, físicos, meteorólogos… Todo tipo de expertos advierten que se debe reducir la dependencia de los combustibles fósiles y aumentar la adopción de fuentes de energía renovable. En este contexto, el hidrógeno se presenta como una prometedora fuente de energía para lograr la neutralidad climática en 2050, tal como reconoce la Estrategia del Hidrógeno 2020. Esto se debe a su alta eficiencia, a la capacidad de reciclaje, su baja contaminación y su baja toxicidad, entre otros. No obstante, uno de los principales retos a los que se enfrenta el sector del hidrógeno es la descarbonización de su producción. 

Más del 95% de la capacidad europea de producción de hidrógeno en 2020 procedía de combustibles fósiles, según la Asociación Europea de Biogás

Históricamente, la mayor parte del hidrógeno se ha producido a partir de combustibles fósiles; de hecho, más del 95% de la capacidad europea de producción de hidrógeno en 2020 procedía de combustibles fósiles, según la Asociación Europea de Biogás (EBA). Por ello, a pesar de que el hidrógeno pueda usarse sobre todo en transporte y generación de electricidad, se enfrenta a desafíos de viabilidad ecológica y económica.

Durante la última década, sin embargo, se ha estado llevando a cabo una producción de hidrógeno distinta, que requiere menos energía, puede ser realizada a temperatura y presión ambiente y que se obtiene por medio de procesos fotosintéticos y fermentativos por algas y bacterias: estamos hablando del biohidrógeno. Este consiste en aprovechar el gas hidrógeno que producen los microorganismos en sus procesos biológicos. En otras palabras, cuando estos organismos se alimentan, descomponen los compuestos orgánicos mediante unas enzimas, y a medida que esto ocurre, liberan gas hidrógeno como un subproducto metabólico. Este gas se recolecta y almacena, y es lo que se utiliza para producir energía.

A diferencia de las otras formas de hidrógeno, el biohidrógeno (o hidrógeno verde) puede ser cero o incluso «carbono negativo» si se obtiene a partir de materias primas como residuos y estiércol. Además, dependiendo de la tecnología que se utilice, su producción puede generar coproductos como dióxido de carbono biogénico puro, digestato o biocarbón, que pueden utilizarse como fertilizantes o pesticidas, algo que refuerza aún más su papel en la descarbonización de las industrias. Asimismo, mientras el 95% de hidrógeno «normal» procede de combustibles fósiles, la producción de biohidrógeno representa menos del 1%, y este puede ser usado directamente en motores de combustión interna o también pueden ser usados para pilas de combustibles para la producción de electricidad.

El biohidrógeno requiere menos energía que el hidrógeno tradicional

Entonces, si es tan prometedor, ¿por qué no se extiende en los sistemas de producción? Gran parte de los estudios hablan de las complicaciones en su uso, almacenamiento, distribución, transporte y elevados costes de producción. Por lo tanto, para que aumente la cantidad de biohidrógeno producido habría que mejorar los procesos de producción y contar con mucho tiempo. Según Giulia Cancian, secretaria general de la EBA, «la Unión Europea avanza hacia el establecimiento de un mercado único de energía, y se encuentra en un punto crítico en el desarrollo de leyes que regulen el futuro del biohidrógeno. Si bien es cierto que el biohidrógeno es un producto innovador, el marco regulador carece de impulsores para alcanzar la madurez comercial».

Ahora bien, la responsable técnica de la EBA, Marina Pasteris, es optimista y defiende que el biohidrógeno será clave para apoyar las estrategias europeas de mitigación del cambio climático «por su capacidad única de eliminar carbono de la atmósfera», y considera que «está bien situado para ayudar a sectores con opciones limitadas de descarbonización a alcanzar la neutralidad de carbono». Asimismo, el microbiólogo Tasios Melis, de la Universidad de California, apunta que otra promesa de esta fuente de energía es que se pueden cultivar algas donde los cultivos convencionales no tienen oportunidad. 

El hidrógeno verde podría ser una pieza fundamental —todavía por encajar— en el puzzle de la transición ecológica y en la lucha contra el cambio climático. Su versatilidad y bajo impacto ambiental lo posicionan como una alternativa prometedora a los combustibles fósiles. En última instancia, se necesitan tiempo y recursos para descubrir si el biohidrógeno es sinónimo de oportunidad para mitigar los impactos del cambio climático y construir un futuro más limpio para las generaciones venideras.

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