{"id":1096,"date":"2017-03-14T18:31:12","date_gmt":"2017-03-14T17:31:12","guid":{"rendered":"http:\/\/blogs.hoy.es\/ciencia-facil\/?p=1094"},"modified":"2017-03-14T18:31:12","modified_gmt":"2017-03-14T17:31:12","slug":"necesitamos-energia-limpia-y-almacenable","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.hoy.es\/ciencia-facil\/2017\/03\/14\/necesitamos-energia-limpia-y-almacenable\/","title":{"rendered":"Necesitamos energ\u00eda limpia y almacenable"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Una energ\u00eda limpia es un sistema de producci\u00f3n de energ\u00eda que excluye cualquier tipo de contaminaci\u00f3n medioambiental, es decir que no provoca da\u00f1os en la atm\u00f3sfera, ni en los recursos h\u00eddricos, ni en el suelo o el subsuelo, etc. Son pues aquellas que no generan ning\u00fan tipo de residuos y en cuya producci\u00f3n no interviene ni la combusti\u00f3n, ni reacci\u00f3n qu\u00edmica alguna.<\/p>\n

Dicho lo anterior, es interesante hacer notar que los recursos capaces de producir este tipo de energ\u00eda provienen de la propia naturaleza (el sol, el viento, el agua). Por tanto, no es casualidad que la mayor parte de energ\u00edas limpias sean, adem\u00e1s de limpias, renovables, es decir, recursos inagotables de los que siempre podremos disponer. En efecto, durante miles de millones de a\u00f1os, no hay que preocuparse de que el Sol vaya a apagarse, o de que un d\u00eda deje de soplar el viento, o de que desaparezca el agua del planeta.<\/p>\n

Aunque de momento, hoy por hoy, el conjunto de todas las energ\u00edas renovables (solar, e\u00f3lica, geot\u00e9rmica, biomasa, hidroel\u00e9ctrica, mareomotriz, etc.) no constituye una verdadera alternativa que nos permita prescindir de los combustibles f\u00f3siles (carb\u00f3n, petr\u00f3leo, gas natural, esquistos bituminosos, etc.) o de la energ\u00eda nuclear (reactores de fisi\u00f3n nuclear); eso no significa que no podamos, y hasta debamos, contemplar la posibilidad de un futuro modelo energ\u00e9tico limpio y renovable.<\/p>\n

En este punto nos encontramos con algunos serios problemas; el primero de ellos es que la demanda y el consumo de energ\u00eda crece de forma alarmante, y eso a pesar de que los conocidos como pa\u00edses del tercer mundo, o pa\u00edses en v\u00edas de desarrollo, no han dado todav\u00eda el paso, al que tienen todo el derecho del mundo, de pasar a ser pa\u00edses desarrollados, en condiciones de igualdad con los del primer mundo. \u00bfPodr\u00eda el mundo actual enfrentarse al escenario que supondr\u00eda el que esos pa\u00edses nos llevaran a subir ese enorme escal\u00f3n de consumo energ\u00e9tico, sin suicidarnos globalmente, desde el punto de vista clim\u00e1tico?<\/p>\n

La respuesta es evidentemente NO, ni ahora ni dentro de varios decenios o incluso siglos. Pero planteemos otra pregunta \u00bfPodr\u00eda ese mundo futuro abastecer el creciente consumo esperado y previsible, S\u00d3LO con energ\u00edas limpias y renovables? Nuevamente la respuesta, vista desde nuestros conocimientos actuales, ser\u00eda NO, pero en este caso est\u00e1 en manos de la ciencia, y de su inseparable compa\u00f1era la tecnolog\u00eda, el que esa respuesta se convierta en SI.<\/p>\n

Un caso, en principio muy sencillo y evidente, pero que se lleva un importante porcentaje de consumo energ\u00e9tico, es el tema de la climatizaci\u00f3n (fr\u00edo-calor) de nuestras viviendas o, m\u00e1s en general, de todos nuestros recintos de ocio o de trabajo, individual o colectivo; consideremos los ciclos meteorol\u00f3gicos (d\u00eda-noche) o los clim\u00e1ticos (verano-invierno) \u00bfNo ser\u00eda una magn\u00edfica soluci\u00f3n utilizar el fresco de las madrugadas estivales para hacer m\u00e1s llevaderos los calores de las horas centrales de esos d\u00edas? O pasando del caso diario al estacional \u00bfNo ser\u00eda estupendo guardar el calor del verano para calentar nuestros inviernos o el fr\u00edo de esos inviernos para resolver el problema contrario en los veranos?<\/p>\n

Pero lo malo es que \u201cguardar energ\u00eda t\u00e9rmica directamente\u201d pasa por almacenarla y esa energ\u00eda guardada requiere, en principio, grandes vol\u00famenes y adem\u00e1s tiende a escaparse por todas partes. No debemos por tanto pensar en almacenar energ\u00eda t\u00e9rmica, sino que se debe recurrir a los llamados \u201cvectores energ\u00e9ticos\u201d, que se pueden definir como elementos \u201cportadores de energ\u00eda\u201d, es decir que no son en s\u00ed una fuente de energ\u00eda primaria, puesto que no se encuentran libres, y por tanto aprovechables directamente, en la naturaleza, pero s\u00ed son capaces de suministrarnos la energ\u00eda a voluntad.<\/p>\n

Ejemplos t\u00edpicos de vectores energ\u00e9ticos son las bater\u00edas, las pilas, los condensadores, el hidr\u00f3geno, el agua contenida en una represa, y multitud de variantes m\u00e1s, como los volantes inerciales, o incluso los dep\u00f3sitos de aire comprimido o un simple resorte. Entre los citados, un ejemplo claro de vector energ\u00e9tico es el hidr\u00f3geno, que puede obtenerse a partir de energ\u00edas primarias.<\/p>\n

A partir del agua (H2O) pueden separarse el hidr\u00f3geno y el ox\u00edgeno de sus mol\u00e9culas por m\u00e9todos electrol\u00edticos, que se basan en la ruptura de la mol\u00e9cula de agua, seg\u00fan la reacci\u00f3n (Agua + Energ\u00eda => Hidr\u00f3geno + Ox\u00edgeno) y posteriormente, en la combusti\u00f3n del hidr\u00f3geno, que es la m\u00e1s limpia que podemos imaginar, se produce la reacci\u00f3n en sentido inverso, es decir (Hidr\u00f3geno + Ox\u00edgeno => Energ\u00eda + Agua).<\/p>\n

Es decir, renunciando un poco al rigor de una explicaci\u00f3n m\u00e1s detallada, partimos de agua, separamos sus componentes, y tras utilizar el hidr\u00f3geno para obtener energ\u00eda, recuperamos el agua como residuo de la combusti\u00f3n. Por tanto, la acumulaci\u00f3n de hidr\u00f3geno ser\u00eda ya una forma de aproximaci\u00f3n a la soluci\u00f3n del problema de la acumulaci\u00f3n de energ\u00eda cuando est\u00e1 disponible para utilizarla cuando es necesaria. Y eso es tan sencillo, y a la vez tan complicado, como resolver eficaz y eficientemente el tema de su almacenamiento<\/span><\/strong>.<\/p>\n

Pero las energ\u00edas limpias y renovables, como la solar, la e\u00f3lica o la hidroel\u00e9ctrica, entre otras, tienen dos serios inconvenientes, el primero su discontinuidad en el suministro, ya que no siempre luce el sol, no siempre hay viento suficiente, no siempre llueve adecuadamente, etc., y el segundo que se trata de energ\u00eda poco concentrada, por lo que hemos de recurrir a su concentraci\u00f3n previa.<\/p>\n

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La penetraci\u00f3n de fuentes renovables en las redes de los sistemas el\u00e9ctricos de potencia, se ha incrementado notablemente en los \u00faltimos a\u00f1os. Sin embargo, la potencia suministrada por estas fuentes de energ\u00eda no es tan segura y f\u00e1cil de ajustar a los cambios en la demanda, como la potencia suministrada por los sistemas energ\u00e9ticos tradicionales. En consecuencia, y para garantizar la fiabilidad, calidad y continuidad de estos sistemas, se est\u00e1n integrando ya en las redes, simult\u00e1neamente con estas fuentes, dispositivos de almacenamiento de energ\u00eda.<\/p>\n

Pero si bien es cierto que la electricidad no se puede almacenar como tal, tambi\u00e9n es cierto que se puede recurrir a algunos vectores energ\u00e9ticos, con lo que se puede transformar en formas de energ\u00eda almacenable. Para entender la necesidad del almacenamiento de energ\u00eda el\u00e9ctrica debe tenerse en cuenta que, en la actualidad, la generaci\u00f3n y el consumo de electricidad no son ni constantes ni simult\u00e1neos, sino que var\u00edan fuertemente a lo largo del d\u00eda, de la semana y por supuesto a lo largo del a\u00f1o.<\/p>\n

Como hemos dicho, una de las principales limitaciones de las fuentes renovables de energ\u00eda, como la solar fotovoltaica, la solar t\u00e9rmica o la e\u00f3lica, es su intermitencia. El camino para que esas fuentes puedan sustituir eficazmente a las convencionales como los combustibles f\u00f3siles es, nuevamente, disponer de formas baratas (o al menos no demasiado caras) y masivas de almacenamiento de la energ\u00eda que no se consume de inmediato.<\/p>\n

En el caso concreto de la energ\u00eda solar, uno de los grandes retos es la capacidad de almacenamiento, para poder aprovechar su uso cuando no luce el sol o durante la noche. La alternativa de acumular ese calor en sales minerales fundidas es una de las opciones de futuro que se est\u00e1 demostrando m\u00e1s operativa en este campo.<\/p>\n

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La tecnolog\u00eda solar m\u00e1s madura y extendida a escala comercial, es la cilindro-parab\u00f3lica, en la que se utiliza un aceite sint\u00e9tico como fluido portador del calor, desde el campo de colectores, en el que ese aceite se calienta hasta una temperatura m\u00e1xima de 300 a 400\u00baC, hasta la sala de alternadores, en los que se genera la energ\u00eda el\u00e9ctrica. Pero esa temperatura, siendo elevada, no es suficiente para que los alternadores funcionen con un rendimiento adecuado; por ello, en los \u00faltimos a\u00f1os la tecnolog\u00eda de torre ha ganado impulso respecto a la cilindro-parab\u00f3lica. Las instalaciones de torre pueden utilizar como fluido de transferencia tanto vapor como sales inorg\u00e1nicas que permiten mayores temperaturas de operaci\u00f3n, en el rango de los 500 a 600\u00baC, lo que permite mayores eficiencias de conversi\u00f3n de la energ\u00eda t\u00e9rmica a energ\u00eda el\u00e9ctrica.<\/p>\n

En estas dos tecnolog\u00edas, al igual que en cualquier otra central de generaci\u00f3n de energ\u00eda, los dispositivos de almacenamiento de energ\u00eda t\u00e9rmica ayudan a estabilizar la producci\u00f3n, para alargar los periodos de suministro, lo que posibilitar\u00e1 una mayor integraci\u00f3n de las energ\u00edas renovables, en la red el\u00e9ctrica de suministro, evitando vertidos indeseados de energ\u00eda limpia en periodos valle, y al mismo tiempo aportar\u00e1 m\u00e1s seguridad al sistema el\u00e9ctrico.<\/p>\n

La energ\u00eda el\u00e9ctrica puede ser generada, transportada y transformada con facilidad, sin embargo, resulta muy complicado almacenarla en grandes cantidades, de ah\u00ed que una opci\u00f3n muy esperanzadora, pensada en concreto para los parques e\u00f3licos y para las centrales fotovoltaicas, sea el uso de hidr\u00f3geno como combustible limpio, porque es un elemento abundante en el Universo y adem\u00e1s porque puede actuar como vector energ\u00e9tico para el almacenamiento de energ\u00eda, con la ventaja de que su reconversi\u00f3n en energ\u00eda el\u00e9ctrica, a trav\u00e9s de las pilas de combustible, respeta el medio ambiente.<\/p>\n

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La empresa alemana Siemens ha construido la instalaci\u00f3n m\u00e1s grande del mundo para el aprovechamiento del exceso de las energ\u00edas renovables, consiguiendo procesar hasta seis megavatios de electricidad y almacenando el hidr\u00f3geno en contenedores especiales durante largos periodos de tiempo. Con ello, se consigue evitar que se desperdicie la energ\u00eda e\u00f3lica y solar fotovoltaica, que no puede ser inyectada a las redes el\u00e9ctricas, por no coincidir su generaci\u00f3n con la demanda.<\/p>\n

Se piensa que la combinaci\u00f3n del hidr\u00f3geno con las pilas de combustible podr\u00eda tener un enorme futuro en la racionalizaci\u00f3n del aberrante modelo energ\u00e9tico actual; naturalmente siempre y cuando el hidr\u00f3geno utilizado sea totalmente limpio, para lo cual debe haber sido producido mediante energ\u00edas limpias, como la solar o la e\u00f3lica,<\/p>\n

Adolfo Marroqu\u00edn Santo\u00f1a<\/a><\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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