A l’article anterior, varem veure els reptes del sector energètic en general. En el present article, repassarem els principals reptes de cadascuna de les fonts energètiques que tindran un paper important en el futur.

Credit Photo: essenciayespacio.blogspot.com.es

Dividirem l’anàlisi en les tres activitats humanes més importants des del punt de vista energètic: el transport, la generació d’electricitat i l’estalvi i l’eficiència energètiques.

1. Transport: Segons les estimacions de les companyies petrolieres i de la IEA (International Energy Agency), la disponibilitat del petroli és limitada en el temps a causa de que el descobriment de nous jaciments de petroli pràcticament ja no cobreix el volum de l’actual demanda. A la figura següent s’aprecien les estimacions de l’empresa BP per al petroli, el gas i el carbó.

A causa de la gran dependència del petroli del sector del transport, i més enllà de situacions conjunturals com la que vivim actualment, s’estima que aquestes expectatives limitades de recursos es traduiran en el futur en forts increments de preu, que motivaran la recerca d’alternatives que potser fins avui no resultaven econòmiques. Aquesta tendència farà que el consum de petroli disminueixi gradualment i les reserves s’allarguin, mantenint aquesta font energètica una vida més llarga per a aplicacions específiques, però amb preus més elevats.

Cal destacar també, l’esforç del sector de l’automòbil per disminuir el consum i l’emissió de CO₂, obligats per les normatives d’alguns països industrialitzats (UE, Califòrnia i Japó), que es traduirà en un menor creixement del consum i en la recerca d’alternatives (motors híbrids).

El control de les fonts del petroli ha provocat decisions polítiques de suport a fonts alternatives a Europa i als EUA. Les alternatives al petroli en el sector del transport són: els biocombustibles, l’hidrogen i l’electricitat.

a) Biocombustibles: també anomenats agrocombustibles, utilitzen productes i subproductes agrícoles per produir bioetanol i biodièsel que pot ser utilitzat en els motors dels vehicles amb rendiment similar. Actualment els biocombustibles utilitzen cultius que estan presents en la cadena d’alimentació (blat de moro, soja, palma, etc.) i que, utilitzats en forma massiva, podrien arribar a entrar en conflicte amb ella. No obstant això, s’està desenvolupant tecnologia per a l’anomenada segona generació de biocombustibles basats en l’aprofitament de cultius lignocel·lulòsics i herbacis i per als residus com depuradores i purins entre d’altres. Grans companyies del sector químic, petrolieres, d’explotacions forestals i energètiques estan posicionant-se en el sector.

b) Hidrogen: L’hidrogen pot ser utilitzat en les cèl·lules de combustible dels automòbils. Cal tenir en compte, però, que l’hidrogen no en si mateix un combustible sinó un “carrier”, és a dir, hem de produir hidrogen a partir d’altres fonts energètiques, emmagatzemar-lo, transportar-ho i utilitzar-lo en els vehicles. El rendiment de tota aquesta cadena i el seu cost són elements clau que s’han de tenir en compte a l’avaluar el balanç energètic de tot el sistema. Així mateix, l’emissió de CO₂, dependrà de la font utilitzada per produir l’hidrogen.

D’altra banda, el desenvolupament de les cèl·lules de combustible encara no permet una aplicació massiva ja que el seu cost és molt elevat. Aquest és el gran repte tecnològic, en el qual ja estan invertint no només els fabricants d’automòbils sinó grans companyies de gas, per a possibles aplicacions domèstiques.

El gran avantatge de l’hidrogen és l’escassa dependència energètica que genera en comparació amb el petroli.

c) Electricitat: La tercera alternativa al petroli en el transport és l’electricitat. De manera similar a l’hidrogen, cal analitzar el balanç energètic de tot el sistema per avaluar el cost i l’emissió de CO₂.

El repte principal d’aquesta aplicació està en les bateries; el seu pes i capacitat són els elements clau per a dotar de suficient autonomia i rendiment al vehicle. No obstant això, en els últims anys, gràcies a l’avenç en el camp dels nanomaterials, s’estan aconseguint uns resultats sorprenents que podrien fer viable la seva aplicació massiva.

 2. Generació d’Electricitat:

a) Carbó: el carbó és la principal font de generació d’electricitat al món. Els principals avantatges són: és abundant, hi ha diversitat geogràfica que no implica tensions geopolítiques, i és barat. Encara que el seu greu inconvenient és l’emissió de CO₂.

Conscients que en molts anys no es pot prescindir del carbó com a font energètica, els governs han decidit impulsar la recerca i el desenvolupament de tecnologies de “carbó net”, és a dir, aplicant sistemes de Captura i Confinament de CO₂ a les centrals tèrmiques convencionals i especialment a les de nova construcció.

Aquestes tecnologies, ja en aplicació en algunes centrals comercials en diversos països, tenen de moment uns costos relativament elevats, encara que s’estima podran ser competitius en uns anys, ja sigui per l’increment del cost d’emissions (reflectit en l’evolució estimada en els pròxims anys en l’esquema de comerç d’emissions impulsat per la UE), com per l’increment del preu del gas (marcat per l’evolució del preu del petroli), com pel seu propi desenvolupament tecnològic.

b) Fissió nuclear: l’energia nuclear de fissió torna a iniciar un tímid enlairament a causa del control de pocs països de les fonts de subministrament del gas natural, i a la baixa emissió de CO₂. No obstant això, el rebuig social a la majoria de països desenvolupats és molt elevat i no s’estima que tingui un desenvolupament significatiu en els propers 20 anys.

Algunes expectatives es centren en la tecnologia de quarta generació, amb la qual alguns científics pensen que es podria obtenir una seguretat molt més elevada, i un tractament intern dels residus que no hipotequi el futur de la humanitat. Actualment tant els EUA com la UE estan dedicant recursos en aquest sentit.

c) Fusió nuclear: la iniciativa llançada per la major part dels països industrialitzats, amb Europa al capdavant, per investigar en l’energia nuclear de fusió ha tingut com a principal conseqüència la decisió de construir una central d’assajos a Cadarache (França) que serà projectada des de la seu de l’Agència Europea de Fusió a Barcelona, ​​on s’ubica l’oficina de contractació per a Europa.

És una aposta molt arriscada des del punt de vista energètic, però de gran valor afegit des del punt de vista tecnològic i industrial, ja que servirà per desenvolupar noves tecnologies d’aplicació a altres camps del coneixement i de la indústria (superconductivitat, plasma, materials , …).

En qualsevol cas, s’estima que tot i ser molt optimistes, l’aprofitament comercial d’aquesta font energètica no es donaria abans de 40 o 50 anys i, per tant i tenint en compte les incerteses tecnològiques que comporta, cap organisme ho té en compte en els seus escenaris de futur.

d) Gas natural: és la font energètica fòssil que major creixement ha tingut en els últims anys, i s’estima que continuarà amb aquesta tendència.

Si bé s’estima que les existències són més grans que les del petroli, també hi ha una limitació relativament propera (70 anys). A més, és un important emissor de CO₂ (però molt menys que el carbó i els hidrocarburs líquids) al que probablement hauran d’aplicar-se les tecnologies de captura i confinament en el futur.

Des del punt de vista de la seguretat de subministrament, el gas està controlat per quatre països: Qatar, Algèria, Iran i Rússia, i està provocant conflictes entre països pel control dels gasoductes, que únicament poden pal·liar-se parcialment mitjançant l’ús del Gas natural Liquat (GNL) que al transportar-se en vaixell, disminueix el risc i uniformitza els preus dels diferents mercats mundials.

e) Eòlica: l’energia eòlica és la de major impacte entre les renovables, en haver aconseguit un llindar de rendibilitat molt proper a la generació convencional. Si tenim en compte els costos d’emissió de CO₂, l’eòlica resulta més rendible.

El desenvolupament de l’eòlica ha estat liderat per la decisió de la UE de donar suport a les renovables i liderar el canvi climàtic; amb això, ha aconseguit que la major part de la indústria eòlica estigui controlada per empreses europees. Els països que més fort han donat suport a aquesta tecnologia han estat: Dinamarca, Alemanya, Espanya (fins fa poc), els EUA, i l’Índia, i actualment la Xina. Avui pràcticament tots els països tenen programes d’implantació d’energia eòlica, i forma part ja del mix energètic de molts països.

Des del punt de vista tecnològic, el desenvolupament està molt consolidat i són les grans companyies fabricants de béns d’equip elèctric i subministradores de plantes d’energia “clau en mà” les que estan prenent posicions en veure que aquest tipus d’equips formaran part del mix energètic futur a tot el món.

f) Hidràulica: és l’energia renovable de major aplicació per a producció d’electricitat, encara que actualment es desenvolupa molt poc a causa del rebuig social a la implantació de noves instal·lacions.

g) Solar Fotovoltaica: tot i la constant reducció de costos, l’energia solar fotovoltaica és encara massa cara per a generació d’electricitat connectada a la xarxa. No obstant això, en els dos últims anys s’han incrementat molt significativament les inversions en R+D i en noves plantes industrials de producció de mòduls fotovoltaics, a causa dels elevats incentius que alguns països han implantat.

Els reptes tecnològics estan en l’àmbit dels materials. Les tecnologies que s’estima tindran èxit estan relacionades amb la disminució de silici necessari per fabricar un mòdul, amb els dispositius òptics i amb l’increment d’eficiència de materials fins avui poc utilitzats (GaAs, InP, Ge i orgànics).

h) Solar Termoelèctrica: també coneguda com CSP (Concentrated Solar Power), està començant a desenvolupar-se comercialment, i Espanya està competint amb els EUA per liderar el mercat mundial.

Hi ha tres tecnologies (de torre, cilindre-parabòlica i de disc) que han de ser experimentades en plantes industrials de grans dimensions per conèixer en detall els seus costos i el seu funcionament. S’estima que hi ha prou recorregut en el desenvolupament tecnològic, no excessivament sofisticat, perquè arribi a convertir-se en una font energètica competitiva en zones d’elevada insolació, i de manera especial en combinació amb gas natural.

i) Geotèrmia: els estudis i les plantes de demostració existents conclouen que per aconseguir un cost competitiu mitjançant energia geotèrmica l’element clau és el cost de perforació. Normalment, s’ha de perforar a més de 3.000m per obtenir un bon rendiment energètic. Hi ha zones en què aquestes condicions es donen més a prop de l’escorça terrestre i, per tant, poden ser més rendibles.

3. Estalvi i Eficiència Energètica

La Comissió Europea presentà a l’octubre de 2006 el seu Pla d’acció sobre eficiència energètica, donant així un gran pas endavant per resoldre els desafiaments sense precedents que afronta actualment la Unió Europea.

El Pla comprèn un paquet de mesures prioritàries que abasten un ampli ventall d’iniciatives dirigides a augmentar de forma rendible l’eficiència energètica. Entre elles s’apliquen mesures perquè els aparells que consumeixen energia, els edificis, el transport i la producció en si d’energia resultin més eficients. Es proposen noves normes d’eficiència més rigoroses, el foment de serveis energètics i mecanismes específics de finançament per donar suport a productes de major eficiència energètica. Especialment rellevant és la directiva d’eficiència energètica en la construcció.

En aquest camp s’estan generant enormes oportunitats de negoci en el sector de l’eficiència energètica i pot esdevenir una oportunitat per a les empreses del sector de aparellatge, de sistemes de control i de serveis energètics per a incorporar nous productes i serveis mitjançant la innovació tecnològica a un nou mercat naixent.

 Article de Miquel Barceló