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Energia y Sostenibilidad

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    Checking the actual sustainability of renewables: Results from the SuReTool project

    Lun, 12/21/2015 - 09:06

    Authors: J. Dufour, D. Iribarren, M. Martín-Gamboa, D. García-Gusano (Instituto IMDEA Energía)

    Future implementation of both conventional and new renewable energy technologies will inevitably result in a substantial increment in the number of plants and facilities deployed. Research into the social implications, the environmental performance and the economic balance of this step-change in technology deployment is required to ensure that the evolving energy system is actually sustainable. In this respect, the research project SuReTool (“Checking the actual sustainability of renewables – Developing of new tools”) has led to the development of novel methodological frameworks and decision-making tools oriented towards the sustainability assessment of energy systems. This project, framed within the EEA/NILS Science and Sustainability programme, was carried out from July 2014 to November 2015 through the exchange of researchers between the IMDEA Energy Institute (Spain) and the Institute for Energy Technology (IFE, Norway). Within the SuReTool project, the scientific activity succeeded in integrating life-cycle indicators into energy system optimisation models, while developing an interactive process between energy system modelling and sustainability assessment to support decision-making about renewables. This means relevant methodological advances in the hybridisation of Energy Systems Modelling and Life Cycle Assessment. In particular, a robust framework for the soft-linking of Life Cycle Assessment and TIMES/LEAP was developed and applied to the case study of national power generation. Furthermore, a decision-making tool oriented towards energy policy-makers and stakeholders was developed. Key scientific results from this project can be found in the scientific literature [1]. Finally, the most relevant outcomes of the project will be presented during the SETAC Europe 26th Annual Meeting (France, 22-26 May 2016) and the 3rd Symposium of the Spanish Excellence Network esLCA (Spain, 2016).

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    La futura implementación de tecnologías energéticas convencionales y renovables conllevará, inevitablemente, un incremento en el número de plantas e instalaciones desplegadas. Por ello, con el objetivo de asegurar una evolución sostenible del sistema energético, se necesita investigar sobre las implicaciones sociales, ambientales y económicas que supone esta implementación. En este sentido, el proyecto de investigación SuReTool (“Checking the actual sustainability of renewables – Developing of new tools”) ha conducido al desarrollo de novedosas soluciones metodológicas y herramientas de toma de decisión orientadas al análisis de sostenibilidad de sistemas energéticos. Este proyecto, enmarcado dentro del programa EEA/NILS Science and Sustainability, se llevó a cabo desde julio de 2014 hasta noviembre de 2015 mediante el intercambio de investigadores entre el Instituto IMDEA Energía (España) y el Institute for Energy Technology (IFE, Noruega).   En el proyecto SuReTool, la actividad científica condujo a la integración de indicadores del ciclo de vida en modelos energéticos y al desarrollo de un proceso de interacción entre modelización energética y análisis de sostenibilidad para apoyar la toma de decisiones en materia de energías renovables. Esto se tradujo en importantes avances metodológicos en cuanto a la hibridación de Modelización Energética y Análisis del Ciclo de Vida. En particular, se estableció un marco metodológico robusto para el soft-linking de Análisis del Ciclo de Vida y TIMES/LEAP, aplicándolo al caso de estudio de generación eléctrica a nivel nacional. Además, se desarrolló una herramienta de toma de decisiones para su uso potencial por parte de políticos y grupos de interés en el campo de la energía. Resultados científicos clave obtenidos en este proyecto se encuentran ya publicados [1]. Además, los resultados más relevantes del proyecto se presentarán en el congreso internacional “SETAC Europe 26th Annual Meeting” (Francia, 22-26 Mayo 2016) y en el III Simposio de la Red Española de Excelencia esLCA (España, 2016).

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    “Supported by a grant from Iceland, Liechtenstein and Norway through the EEA Financial Mechanism. Operated by Universidad Complutense de Madrid”.

    References [1] D. García-Gusano, D. Iribarren, M. Martín-Gamboa, J. Dufour, K. Espegren, A. Lind. “Integration of life-cycle indicators into energy optimisation models: The case study of power generation in Norway”. Journal of Cleaner Production 2016, 112: 2693-2696.

                          

    Energia solar térmica de concentración para Iberoamérica

    Jue, 12/17/2015 - 04:46

    [Autor: Jesús Fernández Reche. CIEMAT-PSA]

    La red temática ESTCI (Energía Solar Térmica de Concentración para Iberoamérica) pertenece al conjunto de redes temáticas del Programa Iberoamericano CYTED (Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, www.cyted.org) y tiene como objetivo principal fomentar el uso de los sistemas solares térmicos de concentración (SSTC) en los países latinoamericanos que participan en la red: Argentina, Brasil, Chile, Colombia y México.

    La energía solar es, junto con la eólica, la energía renovable más abundante en la Tierra. Existen muchas formas diferentes de aprovechar la energía solar, siendo los sistemas solares térmicos de concentración (SSTC) los que presentan un rango más amplio de temperatura de trabajo, ya que permiten convertir la radiación solar directa en energía térmica dentro de un rango de temperaturas que va desde 100ºC hasta más de 1000ºC; cuanto mayor sea el grado de concentración de la radiación solar, mayor es la temperatura que se puede alcanzar. Este amplio rango de temperaturas convierte a los SSTC en sistemas muy interesantes para reemplazar a los combustibles fósiles en un gran número de procesos que requieren energía térmica. Esto hace que los SSTC sean atractivos para los países que posean un buen nivel de radiación solar directa y deseen reducir su dependencia y consumo de los combustibles fósiles.



    Puesto que todos los países que participan en esta red temática poseen zonas con un buen nivel de radiación solar directa, tal y como se puede observar en el mapa adjunto, todos ellos son buenos usuarios potenciales de este tipo de sistemas solares. Pero no se dispone de una información completa sobre la radiación solar directa que existe en las diversas zonas de estos países, por lo que se considera muy interesante conocer en más detalle el recurso solar disponible en ellos y analizar las acciones, tanto legislativas como de I+D, que puedan hacer factible la instalación comercial de este tipo de sistemas en dichos países.

    El objetivo general de la Red Temática ESTCI es fomentar el uso de los sistemas solares térmicos de concentración en los países de centro y Sudamérica participantes en la Red (Argentina, Brasil, Chile, Colombia y México), ya que todos ellos poseen zonas con niveles altos de radiación solar directa. La consecución del objetivo general propuesto se fundamenta en los cuatro objetivos parciales siguientes:

    Objetivo 1: conocer cuál es el potencial solar que existe en estos países, lo cual permitirá poder evaluar la mayor o menor idoneidad de dichos países para la instalación de sistemas solares térmicos de concentración, para cualquiera de las dos principales aplicaciones que dichos sistemas poseen en la actualidad: a) suministrar calor de proceso y b) generar electricidad.

    Objetivo 2: conocer el marco legal que existe en estos países para este tipo de sistema de energía renovable.

    Objetivo 3: transferir a los países participantes en la Red la experiencia adquirida en España en el campo de los SSTC, mediante seminarios, cursos y eventos de diseminación del conocimiento y de la tecnología.

    Objetivo 4: diseñar un prototipo de sistema híbrido de pequeña potencia basado en SSTC, que sirva para el autoconsumo en áreas urbanas y periurbanas.

    La adecuación de la Red propuesta a la línea de investigación del Área Temática de CYTED correspondiente está avalada por los siguientes aspectos:

    • la Red aglutina a un número importante de grupos de trabajo iberoamericanos interesados por los SSTC, lo que permite realizar las actividades propuestas. Los grupos de trabajo se han elegido tras realizar un estudio previo de los países donde los SSTC pueden tener un mayor interés comercial
    • la propia actividad que se va a realizar y la metodología de trabajo propuesta permitirá armonizar experiencias e información entre los grupos de trabajo participantes
    • se va a hacer una revisión de la normativa existente en los distintos países de la Red, relacionada con los SSTC, y se definirán medidas que deberían implantarse para favorecer el uso de este tipo de sistemas.
    • se propondrá un SSTC de baja potencia, apto para el autoconsumo mediante energías renovables en áreas urbanas y periurbanas para reducir la dependencia energética de los combustibles fósiles y disminuir la contaminación ambiental.Para cumplir estos objetivos, la red está coordinada por el Centro de Investigaciones Energéticas Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), a través de la Plataforma Solar de Almería, y cuneta con la participación de los siguientes centros de investigación y empresas:
    • ARGENTINA: Laboratorio de Óptica, Calibraciones y Ensayos de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofisicas (Universidad Nacional de la Plata), y el Grupo de Estudios de la Radiación Solar (GERSolar) de la Universidad de Luján.
    • BRASIL: Grupo de Pesquisa em Eficiência Energética e Simulação de Processos-Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos de la Universidade de São Paulo, Grupo: Grupo de pesquisas em fontes alternativas de energia (FAE-CER-UFPE) de la Universidade Federal de Pernambuco, y la empresa Soluções em Inovação Ltda. (SOLINOVA).
    • CHILE: Escuela de Ingeniería  de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), el Centro de Tecnologías para Energía Solar de la Fundación Fraünhofer Chile.
    • COLOMBIA: Fundación Universidad del Norte (UNINORTE)
      y Empresas Públicas de Medellín E.S.P (EPM).
    • ESPAÑA: Grupo Ibereólica, además de CIEMAT-PSA.
    • MÉXICO: Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico (CENIDET), la Falultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma del Estado de México (UAEMex), y la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

      Fuente: www.redcytedestci.org

    Innovative Volumetric Receivers Based on Selective Laser Melting Techniques (*)

    Lun, 12/14/2015 - 05:13

    [Autor: Sergio Santiago Sacristán – IMDEA Energy]

    Solar receivers constitute one of the key elements to achieve high thermal conversion efficiencies in concentrating solar power plants [1]. Volumetric absorbers is one category of solar receiver. Here absorbers consist of porous materials that are subjected to a high incoming radiative heat flux, absorb progressively the concentrated solar radiation inside their volume, and transfer the absorbed heat by forced convection to a working fluid passing through their structure [2, 3]. Metallic or ceramic absorbers using atmospheric air in open loop configurations or pressurized fluids in closed loop systems [5] are the most representative volumetric absorbers studied today. Atmospheric air volumetric absorbers have several advantages, mainly due to their higher simplicity, flexibility and ease of operation. The overall environmental impact of facilities based on them is typically lower than with other technologies and design, manufacturing and operating costs are also greatly reduced, since the heat transfer fluid is air [6]. As air does not change phase at high temperatures, the maximum temperature in these absorbers is only constrained by the receiver material capabilities.

    Research on volumetric receivers is currently justified because their improvements would lead to increase the overall efficiency of solar thermal power plants [1]. The main aspects to consider when designing a volumetric receiver are the correct heat transfer in the solid material (both by conduction and by direct penetration of incident radiation into the structure) and between the solid and the working fluid (by forced convection), and the minimization of the pressure drop between the receiver front and rear faces. The distribution of the received radiative thermal energy throughout the absorber structure depends on its geometrical features (such as pitch, length or wall thickness), the direction of incident solar radiation, the optical properties of the solid material, and its thermal conductivity. The convective heat transfer and pressure drop depend on the wetted and cross-sectional areas of the receiver and the internal flow field variables. The design of volumetric receivers is thus one of conjugate heat transfer processes and interconnected requirements, where trade-offs between concurrent aspects are common.

    Variable geometry receivers have the potential to address most of the main problems still encountered in monolithic absorbers, where the incoming radiative heat flux is almost completely absorbed in the front region (which leads to high thermal emission losses). On the contrary, absorbers of variable porosity enhance the diffusion of incident thermal radiation through a progressive reduction of the porosity and thus shift the absorption of radiation towards the rear. This reduces emission losses and, as a result, increases the overall thermal conversion efficiency. Configurations of variable geometrical properties along the absorber depth can control and optimize both radiation absorption and heat convection along the flow streamwise direction.

    New advances in manufacturing techniques have supported research into volumetric absorbers of high efficiency by allowing for the fabrication of novel intricate geometries. This is the case of Selective Laser Melting (SLM), which employs a laser beam to melt successive layers of powder, and it makes possible the construction of complex 3-dimensional (3D) structures [7] which would not be feasible with conventional machining tools. SLM has been used for advanced cooling applications in injection molding processes, and it has also been validated for extremely compact heat exchangers configurations in thermodynamic power cycles [8]. SLM is now being applied within the framework of the European project STAGE-STE for developing volumetric receivers of variable porosity [9].

     

    Figure 1. (Left) Concept of variable porosity volumetric absorber; (Right) Volumetric absorber manufactured by Selective Laser melting (SLM) technique.

    References:

    [1] M. Romero and J. Gonzalez-Aguilar, WIREs Energy Environ. 3, 42–59 (2014).

    [2] T. Fend, R. Pitz-Paal, O. Reutter, J. Bauer and B. Hoffschmidt, Sol. Energ. Mat. Sol. C. 84, 291-304 (2004). 

    [3] B. Hoffschmidt, V. Fernandez, A. G. Konstandopoulos, I. Mavroidis, M. Romero, P. Stobbe and F. Tellez, “Development of ceramic volumetric receiver technology”, in Proceedings of 5th Cologne Solar Symposium, edited by K. H. Funken et al. (Forschungsbericht 2001-10, DLR Cologne, Germany, 2001), pp. 51–61. 

    [4] C. K. Ho and B. D. Iverson, Renew. Sust. Energ. Rev. 29, 835–846 (2014).

    [5] A. L. Avila-Marin, Sol. Energy 85, 891–910 (2011).

    [6] F. Gomez-Garcia, J. Gonzalez-Aguilar, S. Tamayo-Pacheco, G. Olalde and M. Romero, Energy Procedia 57, 457–466 (2014).

    [7] J. P. Kruth, B. Vandenbroucke, J. Van Vaerenbergh and P. Mercelis, “Benchmarking of different SLS/SLM processes as rapid manufacturing techniques”, in Int. Conf. Polymers & Moulds Innovations (PMI), Gent, Belgium (2005).

    [8] L. Crema, F. Alberti, E. Wackelgard, B. Rivolta, S. Hesse, L. Luminari, D. Hislop and B. Restall, Energy Procedia 57, 447–456 (2014).

    (*) F. Alberti, S. Santiago, M. Roccabruna, S. Luque, J. González-Aguilar, L. Crema and Manuel Romero, “Numerical Analysis of Radiation Propagation in Innovative Volumetric Receivers Based on Selective Laser Melting Techniques”, in Proceedings of SolarPACES 2015, Cape Town, South Africa, 2015

    El Gobierno anula a última hora las ayudas al coche de hidrógeno

    Jue, 12/10/2015 - 04:46

    [Autor: Raúl Sanz-Universidad Rey Juan Carlos]

    El Gobierno ha anulado a última hora del Plan de Impulso a la Movilidad con Vehículos de Energías Alternativas (Movea) las ayudas a los motores con pila de combustible de hidrógeno. Tras la reunión del Consejo de Ministros del pasado 27 de noviembre, el Ministerio de Industria anunció en una nota de prensa que el Gobierno iba a apoyar el año que viene con 16,6 millones de euros la compra de coches de combustibles alternativos a la gasolina y el gasóleo.

    En esa nota se citaba de forma explícita el apoyo a los “vehículos eléctricos, de gas licuado del petróleo, de gas natural comprimido y licuado y que se propulsen con pila de combustible de hidrógeno”, además de las motos eléctricas y bicicletas de pedaleo asistidas también por motor eléctrico. En la posterior publicación del Real Decreto en el BOE, por el que se regula la concesión directa de estas ayudas, el motor de pila de hidrógeno ha quedado excluido, lo que ha causado una gran sorpresa en el sector.

    La intención del Gobierno es que este plan se presente también como una oportunidad desde el punto de vista industrial, ayudando al sector del motor a posicionarse en una alternativa tecnológica clave, por lo que no se entiende ahora la discriminación al hidrógeno. Con carácter general, las solicitudes se podrán realizar a partir del 1 de enero y hasta el 15 de octubre de 2016, aunque se podrán apoyar también las adquisiciones de vehículos realizadas en 2015, desde el día siguiente al de la publicación del Real Decreto en el Boletín Oficial del Estado (BOE), que se llevó a cabo el 28 de noviembre, al día siguiente de la celebración del consejo de ministros.

    La cuantía de las ayudas varía en función de la categoría del vehículo, del tipo de combustible utilizado y, en algunos casos, de otros factores, como la autonomía en modo de funcionamiento exclusivamente eléctrico. En el caso de turismos y furgonetas se incentiva el achatarramiento con 750 euros, sin ser obligatorio.

    http://www.eleconomista.es/ecomotor/motor/noticias/7206393/12/15/Industria-anula-a-ultima-hora-la-ayuda-al-motor-de-hidrogeno.html

    Tokio espera hacer del hidrógeno la estrella de los Juegos Olímpicos de 2020

    Mié, 12/09/2015 - 06:10

    La olimpiada celebrada en Tokio en 1964 quedó en la memoria como la primera olimpiada transmitida en color y en directo, la olimpiada en la que se utilizó por primera vez la cámara lenta y la olimpiada en la que el tren bala fue inaugurado.  Todos esos desafíos tecnológicos que se pusieron en práctica por primera vez en esas olimpiadas hoy son tecnologías de uso común. Con ese espíritu, los organizadores de la próxima olimpiada de Tokio quieren que esta olimpiada quede en la memoria como la olimpiada que sirva de comienzo al uso extendido de las tecnologías energéticas basadas en hidrógeno.

    Autor: [R. M. Navarro-  Grupo de Energía y Química Sostenibles- Instituto de Catálisis y Petroleoquímica]

    Los organizadores de las olimpiadas de Tokio tienen planeado invertir 303 MM € para promover el uso del hidrógeno como vector energético de las olimpiadas. Los organizadores tienen previsto poner en funcionamiento cientos de vehículos impulsados con hidrógeno, al menos 100 autobuses operados con celdas de combustible y una red de estaciones para el suministro de hidrógeno a vehículos. También  incluyen en su planificación construir una red de conducción de hidrógeno en la villa olímpica para suministrar el hidrógeno a celdas de combustible que suministraran energía eléctrica en la residencia de los atletas y en los centros de prensa.

    Los planes previstos para los Juegos Olímpicos forman parte de un plan más amplio del gobierno de Japón con el objetivo de disminuir su dependencia de los combustibles fósiles y de la energía nuclear. En una primera etapa Japón pretende producir el hidrógeno fuera de su país utilizando infraestructuras ya construidas y transportarlo mediante barcos a Japón. El fabricante de barcos Kawasaki Heavy Industries Ltd y el constructor de plantas químicas Chiyoda están ya trabajando con la compañía  Electric Power Development para producir hidrógeno a partir de carbón de baja calidad en Australia. El primer envío de hidrógeno producido en Australia tienen previsto que llegue precisamente con la inauguración de los Juegos Olímpicos de 2020. Las autoridades japonesas se están también acercando a países como Arabia Saudi y Malasia para obtener hidrógeno a partir de sus refinerías y también están evaluando la posibilidad de obtenerlo a partir de energía hidroeléctrica en países como Canadá y Rusia e importarlo via marítima a Japón.

    Si la motorización fue el símbolo para Japón en sus olimpiadas del año 1964, la des-motorización va a ser el símbolo para las olimpiadas de 2020. Para alcanzar este hito se está promoviendo el uso de la bicicleta y el subsidio de vehículos alimentados con celdas de combustible. El primero de los vehículos de celda de combustible ya ha sido puesto a la venta por Toyota con su modelo Mira con un precio de 35.000€  incluyendo los incentivos gubernamentales para su compra (1/3 de su valor). Honda también tiene planeado introducir su modelo Clarity en Marzo de 2016. Para implementar el uso del hidrógeno existen ya una docena de puntos de repostaje de hidrógeno en el país con un precio equivalente al de la gasolina mediante subvención. Todos los esfuerzos que está poniendo en práctica Japón tienen como objetivo el aumentar el uso del hidrógeno para permitir reducir sus costes de producción y distribución a valores inferiores a los que tienen en la actualidad los combustibles de origen fósil. El reto al que se enfrenta Japón puede parecer imprudente pero de acuerdo a la filosofía japonesa, este reto debe ser acicate para sus compañías a la hora de innovar y crear mejores productos.

    Energía renovable para impulsar internet

    Vie, 12/04/2015 - 09:43

    Google compra 842 MW de energía renovable para sus centros de datos de todo el mundo en su objetivo de conseguir que todas sus operaciones se realicen con energía limpia. Este sería un paso más para que internet funcione exclusivamente con energía verde.

    Autor:  [Arturo J. Vizcaíno – Universidad Rey Juan Carlos]

     Google no es solo un buscador, abarca desde un «smartphone» a un sistema operativo (Android), pasando por la investigación de la longevidad. Ahora, coincidiendo con la celebración de la Cumbre del Clima en París, la compañía vuelve a hacer historia con la compra récord de energía renovable: 842 MW en todo el mundo. Sin duda, un paso más en su compromiso de triplicar su compra de energía renovable para 2025 y lograr que todas sus operaciones se realicen con energía limpia.

     Lo que Google pretende conseguir es que internet funcione exclusivamente con energía verde. Los 842 MW comprados «proceden de una amplia variedad de emplazamientos y tecnologías distintas que van desde una granja eólica en Suecia a una planta solar en Chile» y se van a destinar a sus centros de datos en todo el mundo.

     Hasta la fecha, Google utiliza energía renovable para cubrir más del 30% de sus operaciones y ha invertido más de 1.000 millones de dólares en proyectos de energía renovable, como paneles solares para techos y parques eólicos de gran escala, que representan una capacidad total de unos 2 GW.

    Coches eléctricos de pilas de combustible

    Lun, 11/30/2015 - 04:45

    [Autores: R. Escudero-Cid y P. Ocón-Universidad Autónoma de Madrid]

    En la actualidad la contaminación ambiental supone uno de los mayores problemas de las grandes ciudades. Esta contaminación es debida en gran medida a las emisiones de gases nocivos como el CO2 o los NOx de los coches que circulan por sus calles y carreteras. Es por todo ello que, a día de hoy, son muchas las empresas que están empezando a apostar por un cambio en el tipo de tecnología de los vehículos, pasando de los motores de combustión tradicionales a otros de tipo eléctrico. Desde hace unos años, se ha incrementado el número de coches híbridos y eléctricos en el parque automovilístico mundial, que permiten la reducción de emisiones de gases dañinos para el medio ambiente.

    Dentro de estos nuevos tipos de vehículos eléctricos se encuentran enmarcados los diseñados con pila de combustible como transformador de energía. En el mercado actual se cuenta todavía con muy pocos coches con esta tecnología pero se espera que en los próximos años las principales marcas de automóviles saquen al mercado nuevos modelos. Las marcas que han desarrollado hasta ahora una mayor apuesta por esta tecnología son las japonesas Honda y Toyota con modelos como el Honda FCX Clarity o el Toyota Mirai. Este último modelo tiene una autonomía de 550 km en los cuales emite un total de 38.5 litros de agua.

    La tecnología basada en pilas de combustible para su aplicación en vehículos utiliza hidrógeno como combustible principal el cual se puede adquirir de diferentes formas. Por un lado está la implantación de hidrogeneras en diferentes puntos, con un funcionamiento principalmente idéntico a las gasolineras, y por otro lado está la posibilidad de contar con electrolizadores personales con el fin de convertir el agua en hidrógeno y oxígeno a partir de energía y ser así introducido al coche como combustible.

    En lo que respecta a las pilas de combustible de estos vehículos, en la actualidad, se tratan en su totalidad de pilas de combustible de membrana polimérica ácida y con platino como catalizador principal en ambos lados de la reacción. Este tipo de tecnología es todavía relativamente cara, debida al alto precio de los materiales que la forman, y se trata de buscar nuevos materiales viables como catalizadores para las reacciones que se dan lugar en ambos electrodos de la pila de combustible.

     

     Esquema del Toyota Mirai Fuente: Expansión

     

    ROMEO: nuevo concepto de reactor para intensificación de procesos

    Vie, 11/27/2015 - 10:21

    Autora: Raquel Portela, ICP-CSIC

    Un consorcio* de empresas, universidades y centros de investigación europeos en el que participa el Instituto de Catálisis y Petroleoquímica (ICP) del CSIC y que está coordinado por Evonik acaba de poner en marcha el proyecto de investigación ROMEO (Reactor Optimization by Membrane Enhanced Operation). El proyecto está financiado por la Unión Europea con 6.000.000 € dentro de la temática SPIRE-05-2015 de Horizonte 2020, que persigue nuevas metodologías de reactores catalíticos adaptables para intensificación de procesos.

     Romeo propone integrar las etapas de reacción y de procesamiento aguas abajo en una sola unidad desarrollando un nuevo concepto de reactor de membrana según el esquema de la figura 1:

     

     Figura 1. Concepto propuesto en Romeo

     Los nueve socios van a trabajar por una meta ambiciosa: reducir hasta un 80% el consumo de energía y un 90% las emisiones en dos procesos catalíticos de gran relevancia industrial: la hidroformilación, empleada para la producción de aldehídos a partir de alquenos y en la que que se producen reacciones consecutivas indeseadas, y la reacción de water-gas shift (WGS), que produce hidrógeno a expensas de monóxido de carbono cuya eficiencia se ve limitada por el equilibrio (CO + H2O D CO2 + H2). En caso de éxito se prevé revolucionar la ingeniería de procesos químicos y dar un enorme paso hacia la sostenibilidad debido a una reducción drástica en el consumo de energía y la generación de emisiones derivadaas de la intensificación de procesos. La clave para conseguirlo consiste en convertir procesos homogéneos en heterogéneos, y en retirar producto o subproducto continuamente de la mezcla de reacción tan pronto como es formado de modo que, por ejemplo, se incremente la selectividad (retirando el aldehído en la hidroformilación) o se reduzcan las limitaciones termodinámicas (retirando el H2 en la reacción de water-gas shift).

     En el transcurso de los próximos cuatro años se pretende demostrar la viabilidad científica y técnica del concepto aplicándolo a estas dos reacciones modelo muy diferentes, y diseñar un protocolo para estender su aplicación a multitud de otros procesos industriales. Si bien el proceso es aparentemente simple posee numerosos retos técnicos que la experiencia y multidisciplinaridad aportada por los socios, que cubren todos los puntos clave, ayudarán a resolver.

     El primer reto es la inmovilización de un catalizador homogéneo en una membrana conservando las propiedades catalíticas y de modo que el  producto de la reacción (aldehído para la hidroformilación, CO2 para la reacción de desplazamiento del gas de agua) se separe selectivamente. Para ello se pretende incorporar el catalizador homogéneo en películas delgadas de líquidos iónicos no volátiles creadas sobre un soporte. Este soporte funcionará además como membrana, o se incorporará a una membrana, de modo que se consiga una separación eficiente del producto deseado.

    * Los nueve socios del proyecto Romeo son Evonik (coordinador), la Universidd  FAU Erlangen-Nürnberg (Alemania), la Universidad RWTH Aachen (Alemania), la Universidad Técnica de Dinamarca, BioEnergy2020+ GmbH (Austria), LiqTech International A/S (Dinamarca), la European Membrane House (Bélgica), el CSIC (España), y Linde AG (Alemania).

    3er Congreso Iberoamericano sobre Biorrefinerías (CIAB) en Concepción, Chile

    Vie, 11/27/2015 - 06:39

    Los días 23 a 25 de noviembre de 2015 se ha celebrado en la ciudad de Concepción, Chile, el 3er Congreso Iberoamericano sobre Biorrefinerías: Ciencia, Tecnología e Innovación para la Economía. Este simposio es también el 4º Congreso Latinoamericano sobre Biorrefinerías y 2º Simposio Internacional sobre Materiales Lignocelulósicos.

    Autor: [Paloma Manzanares -Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT]

    Se trata del evento sobre nuevos usos de la biomasa forestal, agrícola y algal más importante de Latinoamérica, que ha reunido a expertos de universidades, centros de investigación, empresas y el sector público de la región y el mundo. Este congreso ha ofrecido a la comunidad científica una magnífica oportunidad para debatir en los ámbitos temáticos de los procesos de conversión termoquímica y la conversión biológica y química de las materias primas, la obtención de biomateriales, bioproductos y biocombustibles y aspectos transversales como el de la sostenibilidad económica, ambiental y social de las nuevas aplicaciones. Durante los tres días de duración del congreso se han presentado trabajos, en la modalidad de presentaciones orales y póster, que han reflejado el estado del arte en la materia, con especial énfasis en las oportunidades para Latino e Iberoamérica. De acuerdo con la organización del evento, la presencia de destacados ponentes en las diferentes áreas de trabajo, ha convertido este simposio en un evento internacional de primera magnitud y un punto de encuentro de investigadores y profesionales de relevante prestigio.

    La Unidad de Biocarburantes del Ciemat ha estado representada en este Congreso por la  Dra. Mercedes Ballesteros, que ha impartido la conferencia titulada: “Different strategies for lignocellulose sugars conversion into ethanol from phosphoric acid steam exploded olive tree pruning”, dentro de la sesión de Bioetanol.

     

    Asociado a este Congreso, los días 26 y 27 de este mes la Sociedad Iberoamericana para el Desarollo de las Biorrefinarias (SIADEB) ha organizado un curso, en colaboración con el Centro de Biotecnología de la Universidad de Concepción, sobre “La biorrefinería como una instalación multi-plataforma para energía y biomateriales”, dirigido a profesionales y estudiantes de postgrado. La Dra. Mercedes Ballesteros del Ciemat ha participado también como docente en este curso con el tema “Biocombustibles avanzados: desde la biotecnología a la biorrefinería”.

     

    La SIADEB, creada dentro de la Red Cyted 310RT0397 (2010-2013), es una red que reúne a una amplia gama de investigadores de 8 países de Iberoamérica, entre los que se encuentran España y Portugal,  dedicada a promover el desarrollo de biorrefinerias con la participación activa de las empresa y de la Academia como un medio para apoyar y fomentar los desarrollos tecnológicos necesarios para la instalación de la nueva generación de biorrefinerias en los países iberoamericanos. Su coordinador es el Dr. Francisco Girio del Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG) de Portugal.

    La Generación Directa de Vapor: ventajas e inconvenientes

    Lun, 11/16/2015 - 08:25

    [Autor: Eduardo Zarza-PSA-CIEMAT]

    El gran desarrollo comercial que ha alcanzado la tecnología de captadores cilindroparabólicos se debe en gran medida a la empresa LUZ Industries y a las nueve centrales termosolares  SEGS (Solar Electric Generating Systems) que construyó entre los años 1984 y 1990, con una potencia total de 354,3 MWe, en el Estado de California (EEUU) [1]. Gracias a la existencia de las plantas SEGS, los inversores fueron menos reacios a participar en proyectos de centrales termosolares con esta tecnología cuando en España el RD661/2007 implantó un marco retributivo que convertía las centrales termosolares en proyectos rentables. Poder ver en funcionamiento las plantas SEGS era sin duda una prueba de fiabilidad tecnológica que pesó mucho en los inversores a la hora de decidir participar en proyectos de este tipo. En cambio, la no existencia de centrales termosolares comerciales con tecnología de receptor central, supuso para los inversores un obstáculo importante a la hora de comprometer su dinero en proyectos de centrales termosolares con esa tecnología. Este es básicamente el motivo principal por el que en España, y a nivel mundial, el número de centrales termosolares con captadores cilindroparabólicos es significativamente superior al de centrales con tecnología de receptor central. En España, de un total de 50 centrales termosolares, 45 son de captadores cilindroparabólicos, mientras que solo 3 son de receptor central. No obstante, se empieza a apreciar un cambio de tendencia tecnológica en los nuevos proyectos, siendo mayor el número de los que se basan en tecnología de receptor central.

    Tanto por la presión que supone el creciente auge de la tecnología de receptor central, como por la necesidad global de las centrales termosolares de lograr una importante reducción de costes, el principal reto de la tecnología de captadores cilindroparabólicos actualmente es lograr una gran reducción de costes. Ya en el año 1988, la empresa LUZ tuvo clara la necesidad de dar un gran paso tecnológico en relación con los captadores cilindroparabólicos, y lanzo un ambicioso programa de I+D bajo las siglas ATS (Advanced Trough System) que tenía como objetivo principal sustituir el aceite térmico que se usa como fluido de trabajo en el campo solar de las centrales con captadores cilindroparabólicos, por la generación directa de vapor (GDV) en los propios captadores solares. Por desgracia, la desaparición de LUZ en el año 1991 interrumpió sus planes de mejora tecnológica [2].

    Teniendo en cuenta las ventajas que conlleva la sustitución del aceite térmico (conocida internacionalmente mediante las siglas HTF, Heat Transfer Fluid) por la tecnología GDV, durante la última década del siglo XX y la primera del siglo XXI se desarrollaron diversos proyectos relacionados con la tecnología GDV (proyectos: HIPRESS, GUDE, DISS, DISTOR, REALDISS, etc..), los cuales fueron promovidos por diversas entidades europeas, como CIEMAT, DLR, SIEMENS, ZSW, …. Todos estos proyectos han permitido adquirir un mejor conocimiento de la tecnología GDV, y poder sopesar mejor sus ventajas e inconvenientes cuando se compara con la tecnología HTF. El proyecto DISS [3], promovido por el CIEMAT español y el DLR alemán, con el apoyo financiero de la Comisión Europea y con la participación de un buen número de entidades europeas, fue probablemente el más importante de todos esos proyectos, y se desarrolló entre los años 1996 y 2001.

    Todos los proyectos llevados a cabo en relación con la tecnología GDV con captadores cilindroparabólicos han permitido corroborar que las principales ventajas e inconvenientes cuando se compara esta tecnología con la tecnología HTF son las siguientes:

    Ventajas:

    • Menor riesgo medioambiental en caso de fugas en el campo solar
    • Posibilidad de conseguir mayores eficiencias globales en la central al aumentar la temperatura del vapor sobrecalentado enviado al bloque de potencia, y
    • Menor coste de inversión

    Inconvenientes:

    • Necesidad de tuberías y elementos más robustos para el campo solar, pues deben soportar mayores presiones
    • Requiere sistemas de control más complejos, debido al flujo bifásico existente en los tubos receptores
    • Peligro de altos gradientes de temperatura en los tubos receptores cuando se produce la estratificación de la fase líquida del flujo bifásico que circula por el interior de dichos tubos
    • No puede utilizar sistemas de almacenamiento térmico en calor sensible, ya que necesita almacenamiento de energía térmica mediante cambio de fase

     

     Vista del Campo solar de la planta experimental DISS instalada en la Plataforma Solar de Almería

    Cuando se analizan en profundidad estas ventajas e inconvenientes, se llega a la conclusión que la tecnología GDV puede lograr un 10% de reducción del coste de la electricidad producida en plantas de captadores cilindroparabólicos [4]. Pero para ello es necesario desarrollar un sistema de almacenamiento térmico mediante cambio de fase cuyo coste de inversión no sea superior a los 50€/kWh de capacidad

    El reto de conseguir un sistema de almacenamiento térmico de gran capacidad mediante cambio de fase con un coste igual o inferior a los 50€/kWh de capacidad es realmente importante, y hoy en día aún no se sabe a ciencia cierta cómo conseguirlo. Es por este motivo que hay muchos centros de I+D trabajando actualmente en este reto, pues de su consecución depende en gran medida el futuro comercial de grandes centrales termosolares con GDV. El reto del almacenamiento térmico mediante cambio de fase es mucho menor cuando se trata de sistemas de pequeña y mediana capacidad (del orden de varios MWh), y de hecho ya se han probado con éxito varios prototipos que han llegado hasta 1 MWh de capacidad [5]. 

    Las grandes ventajas que conlleva la Generación Directa de Vapor frente a la tecnología HTF, junto con el hecho que resultan mucho más factibles los sistemas de almacenamiento térmico mediante cambio de fase para pequeña y mediana capacidad, hace pensar que esta tecnología tiene un prometedor futuro dentro del mercado de las Aplicaciones a Calor de Proceso, en el que el tamaño de los sistemas es mucho más pequeño que las centrales termosolares y los costes no son tan restrictivos. Puesto que el conocimiento necesario para diseñar campos solares con GDV ya se tiene, y existen sistemas de almacenamiento mediante cambio de fase para pequeña y mediana capacidad, es el momento de promover desde el sector privado, y apoyar desde la Administración, las primeras plantas pilotos de Aplicaciones a Calor de Proceso con captadores cilindroparabólicos y generación directa de vapor. Este tipo de sistemas solares posee unas características que los hace especialmente adecuados para la pequeña y mediana empresa, que es la que realmente dinamiza la economía de un País como España. Estamos ante una tecnología que puede dar muchos y buenos resultados a España, pues tenemos centros de I+D y empresas con suficiente conocimiento, experiencia y capacidad para acometer este tipo de instalaciones solares. Esta fue una de las conclusiones principales del I Simposio sobre Tecnologías Termosolares de Concentración, celebrado en Sevilla los días 3 y 4 de noviembre, en el que han participado en torno a las 100 personas procedentes del sector industrial y de la I+D+i.

    Referencias:

    [1]      COHEN, G.E.; FRIER, S.D. “Ten years of solar power plant operation in the Mojave Desert”. In: CAMPBELL-HOWE, R.; WILKINS-CROWDER, B. eds. Proceedings of the 1997 American Solar Energy Society annual conference. Washington, EEUU, 1997. Boulder (Colorado), American Solar Energy Society, 1997: pp. 77-81.

    [2]      LOTKER, M. “Barriers to Commercialization of Large-scale Solar Electricity: Lessons Learned from LUZ Experience”. Informe técnico SAND91-7014. Albuquerque, EEUU, Sandia National Laboratories, 1991

    [3]      ZARZA, E.; VALENZUELA, L.; LEÓN, J.; WEYERS, D.-H.; EICKHOFF, M.; ECK, M.; HENNECKE, K. “The DISS Project: Direct Steam Generation in Parabolic Trough Systems. Operation&Maintenance Experience and Update on Project Status”. In: Davidson, J. (eds.). Journal of Solar Energy Engineering. American Society of Mechanical Engineers, Nueva York (USA), 2002.. Vol.124, número 2, pp. 126-133

    [4] FABIAN, J.; SCHMITZ, K., MARKUS ECK, M.; LAING, D.; ORTIZ-VIVES, F.; SCHNATBAUM-LAUMAN, L.; SCHULTE-FISCHEDICK, J. “Comparative System Analysis of Parabolic Trough Power Plants with DSG and Oil using Integrated Thermal Energy Storage”. Proceeding of the SolarPACES 2011 Conference. Granada (Spain), September 2011.

    [5]      http://www.flagsol.com/flagsol/english/technology/research-development/direct-steam-generation-/real-diss/real-diss.html

    Los retos de la Cumbre de París de 2015

    Vie, 11/06/2015 - 04:52

    En diciembre de 2015, París será escenario de una nueva Cumbre sobre el Cambio Climático. Tras lo tratado en otros encuentros durante los 20 años anteriores, ésta debe ser la cita definitiva de la que se espera salga un compromiso vinculante internacional para la reducción de los gases de efecto invernadero, incluidas las grandes potencias.

    Autor: Raúl Sanz-URJC

    Más información:

    http://www.laenergiadelcambio.com/los-retos-de-la-cumbre-de-paris-de-2015

    El salto (cuántico) a la fama de las perovskitas

    Mar, 11/03/2015 - 04:46

    Desde su descubrimiento como un mineral en el siglo XIX, pasando por el desarrollo de sus numerosas aplicaciones tecnológicas, nunca antes las perovskitas habían protagonizado una revolución semejante a la que ha desencadenado la utilización de materiales híbridos órgano-inorgánicos en dispositivos fotovoltaicos, y que tiene el potencial de introducir las energías renovables en nuestra vida cotidiana.

    Autor: Juan M. Coronado-IMDEA Energía

    En la primera mitad del siglo XIX el geólogo alemán Gustav Rose realizó expediciones por  distintas regiones de Rusia para catalogar y describir científicamente las riquezas geológicas todavía sin catalogar del vasto imperio del Zar. Aunque su campaña fue fructífera en descubrimientos, seguramente su hallazgo más famoso se produjo en 1839 en los Urales. Allí fue donde encontró una roca poco llamativa, con cristales del sistema cúbico y de color negro o pardo amarillento. Rose decidió homenajear al académico ruso Lev Aleksevich von Perovski dándole su nombre al nuevo mineral. Quizás, si hubiera imaginado la futura relevancia tecnológica de su descubrimiento habría preferido reservarle su propio nombre.

    Hoy sabemos que la composición química de la muestra que encontró Rose era aproximadamente (Ca,Sr)TiO3, y que los materiales con esta estructura presentan propiedades inesperadas y ciertamente notables. Así, el titanato de estroncio puro, que es posible sintetizar de forma controlada en el laboratorio, es un buen ejemplo de material piezoeléctrico, capaz de responder a la presión generando una pequeña diferencia de potencial. Pero las perovskitas puede adoptar una increíble variedad de composiciones químicas, y de forma paralela sus propiedades físicas pueden modularse para abarcar un amplio espectro de aplicaciones. Un ejemplo llamativo de esta capacidad de cambiar de naturaleza se puede encontrar en el estudio de sus propiedades eléctricas, ya que sin salirse de esta extensa familia estructural es posible encontrar aislantes, conductores electrónicos e iónicos e incluso superconductores de alta temperatura. Además, las perovskitas son importantes en catálisis, en la producción de hidrógeno por medio de ciclos termoquímicos, y en el desarrollo de pilas de combustible de óxidos sólidos.

    Con estos antecedentes resulta obligado preguntarse qué es lo que hace especial a las perovsquitas. Una de las claves de su versatilidad está en su enorme capacidad para combinar un catión de tamaño grande, A, con otro de menor tamaño, B, junto con un anión adecuado, X, que, generalmente pero no siempre, es oxígeno, y formar un compuesto mixto con proporción, ABX3. Pero esta receta básica se puede complicar enormemente mezclando más de dos cationes en distintas proporciones o incluso creando vacantes entre los aniones. Obviamente esto se traduce en cambios de la red cristalina que deja de ser cúbica para transformarse en estructuras de menor simetría (p.e. tetragonal, ortorrómbica o hexagonal) Además es posible encontrar materiales más complejos que intercalan capas de perovsquita con otras redes cristalinas como la del NaCl. Todo esto da lugar a una especie de “Lego” cristalino que permite obtener una amplísima variedad de materiales, entre los que es posible seleccionar las propiedades deseadas con relativa facilidad.

    Como consecuencia de estas interesantes características las perovsquitas han sido objeto de innumerables investigaciones. Aunque los superconductores de alta temperatura, con estructuras relacionadas con las perovskitas y composición Ba2YCu3O7-x, despertaron grandes expectativas en la década de los 80, no existen precedentes de una revolución similar a la desencadenada en producción fotovoltaica de electricidad por las perovskitas híbridas órgano-inorgánicas. Una prueba del impacto científico que están alcanzando estos materiales híbridos es la evolución del número de citas en revistas científicas que se puede observar en la figura. Estos compuestos, de composición CH3NH3PbI3 se utilizaron por primera vez en fecha tan reciente como 2009 en las celdas de colorante (también conocidas como celdas de Graztel) como alternativa a los complejos de Ru para la captación de luz solar. Aunque los resultados fueron inicialmente modestos su capacidad de mejora se puso rápidamente de manifiesto, y los investigadores han llevado la eficiencia de este tipo de celdas a valores superiores al 20 % en solo 5 años. Puede parecer un resultado modesto pero si se tiene en cuenta que los dispositivos de Si, que están presentes en todos los huertos solares instalados, han necesitado más de 30 años para alcanzar una eficiencia del 25 % es posible valorar la rapidez de estos avances. Si además tenemos en cuenta que las celdas basadas en perovskitas híbridas son más flexibles y adaptables que las basadas en silicio y tienen un aspecto atractivo que permitiría incorporarlas en elementos tan cotidianos como nuestra ropa, podemos empezar a entender el inesperado protagonismo de estos materiales. No obstante, también existen limitaciones importantes como la baja estabilidad de los materiales híbridos, la dificultad para hacer celdas de tamaños grandes y la toxicidad del plomo. Pero estos condicionantes forman parte del reto científico, y sin duda, la historia tecnológica de las perovskitas tiene todavía muchos más interesantes capítulos por escribir.

    Referencias

    1. Kojima, K. Teshima, Y. Shirai, and T. Miyasaka: Organometal halide perovskites as visible-light sensitizers for photovoltaic cells. J. Am. Chem. Soc. 131, 6050 (2009).
    2. Perovskite Oxide for Solid Oxide Fuel Cells T. Ishihara, ed. Springer. Dordrecht (Netherlands). (2009) ISBN 978-0-387-77707-8, 2009
    3. “Placas solares de perovskita” Varum Sivaram. Samuel D. Stranks, Henry J. Snaith, Investigación y Ciencia. Septiembre 2015 Nº 468

     

    Recta final para planta fotovoltaica más grande de España

    Vie, 10/30/2015 - 05:06

    Autor: Marta Paniagua-URJC

    La planta fotovoltaica más grande de España se encuentra en su recta final, proyecto que podría acabar entrando en el ranking de las mayores plantas fotovoltaicas del mundo. A día de hoy, en el ranking compuesto por 10 centrales fotovoltaicas, ocho se encuentran en Estados Unidos, que ejerce un dominio abrumador en este apartado energético.

    En 2012 nació el proyecto de construir la planta fotovoltaica más grande de España en Calzadilla de los Barros (Extremadura), con 400 MW de potencia. Tres años después y tras numerosos procesos administrativos, el proyecto entra en su recta final encontrándose a falta de dos cuestiones: la publicación en el BOE del impacto medioambiental y la publicación definitiva de la planificación energética nacional. La empresa germano-china que llevará a cabo su construcción sin subvenciones será  SAG Solar-Shunfeng y se prevé el inicio de su construcción el próximo año.

    La planta de 400 MW cubrirá una extensión de 2000 hectáreas de terreno por lo que la central se situará en suelo que pertenece a tres localidades: Calzadilla de los Barros, Bienvenida, donde estará ubicada la subestación eléctrica, y en menor medida en Medina de las Torres. Está previsto que durante la construcción la compañía emplee a 1.800 personas y que cuando entre en funcionamiento la planta contará con una plantilla de 150 profesionales.

    La empresa quiere construir la planta de 400 MW sin ningún tipo de ayuda por parte del Estado. El Gobierno nunca ha puesto pegas al proyecto y los informes previos de impacto ambiental del proyecto han sido positivos por lo que se espera que el definitivo del Ministerio también lo sea.

    Geográficamente, los mercados fotovoltaicos más grandes del mundo se encuentran en China, Japón y Estados Unidos. Pero lo más significativo en cuanto a mercados se refiere, será el cambio en el liderazgo mundial en cuanto a penetración de la industria fotovoltaica. Alemania perderá el primer puesto en el ranking de producción de energía a favor de California, que se convertirá en la región que más electricidad genere este año con esta fuente solar. Se prevé que la fotovoltaica aporte un 10% de la electricidad generada en este estado, porcentaje que supera ampliamente al país germano o Italia.

    Fuente:

    La necesitada aceleración de la curva de aprendizaje de la termosolar: La tecnología de aire atmosférico como opción prometedora.

    Lun, 10/26/2015 - 03:29

    Autor: Antonio L. Ávila-Marín-CIEMAT

    El sector termosolar, desde el año 2004, está viviendo un crecimiento lento con procesos de aceleración y parada, gracias al apoyo de instituciones públicas en Europa y especialmente en España (entre el año 2004 y 2012) y en EE.UU, siguiendo un camino algo más inestable que el de otras energías renovables como la eólica o la fotovoltaica.

    La energía termosolar acaba de iniciar su curva de aprendizaje, con apenas 4 GWe en operación a nivel mundial, muy inferior a los 330 GWe instalados por la energía eólica o los 120 GWe de la energía solar fotovoltaica (Agencia Internacional de la Energía). Aun así, la actual situación económica mundial ha provocado que para una mayor aceleración de la curva de aprendizaje, se deban reducir en un muy corto espacio de tiempo los costes asociados a la tecnología e incrementar la eficiencia de los sistemas con el objetivo de tener un mejor coste ponderado de la electricidad que el exigido a otras tecnologías renovables con similar evolución tecnológica.

    De las dos condiciones necesarias para una mayor implementación termosolar, en la primera de ellas, el mercado requiere una producción masiva de componentes con la que poder reducir costes asociados a la economía de escala propia a cualquier tecnología, así como un mayor desarrollo de recursos en implementación y optimización de mejores sistemas productivos. Para la segunda condición, existen diversas líneas de investigación que pretenden mejorar la eficiencia de los sistemas termosolares, como nuevos desarrollos de receptores y colectores más eficientes y modulares, nuevos fluidos térmicos que permitan mayores temperaturas de trabajo asociados a ciclos termodinámicos más eficientes, mejores sistemas de almacenamiento térmico que reúnan buenas eficiencias con costes competitivos, etc.

    En este sentido, el CIEMAT-PSA, dentro del proyecto Alccones, está involucrado en el desarrollo de mejoras sobre la tecnología de aire atmosférico. Se tiene el convencimiento de que esta tecnología solucionará algunos de los dilemas anteriormente planteados. Para ello, se está trabajando por un lado, en el desarrollo de nuevos diseños de receptores volumétricos con los que poder aumentar la temperatura de trabajo con altas eficiencias (> 90% para 700 ºC) y costes de diseño reducidos (< 150 €/kWt). Y por otro lado, en el estudio experimental de nuevas configuraciones y materiales de almacenamiento térmico en calor sensible con una eficiencia térmica alta (> 90%) y coste reducido (< 15 €/kWh).

    Respecto a la primera parte del trabajo de investigación, los receptores volumétricos, se han obtenido resultados experimentales prometedores, al encontrar configuraciones ligeras, tanto en tamaño como en peso, que igualan o mejoran levemente los resultados de receptores volumétricos de referencia, como el receptor TSA. Estos resultados nos muestran la senda de trabajo a seguir en el futuro para conseguir una mejora significativa cumpliendo los axiomas citados anteriormente.

    En lo que se refiere a la segunda línea de trabajo dentro de la tecnología de aire atmosférico, la de almacenamiento térmico en calor sensible, los trabajos se encuentran en una fase incipiente de puesta a punto y arranque de la instalación esperando poder tener resultados importantes durante la segunda o tercera anualidad del proyecto.

     

    Congreso Internacional y Expo Científica “Investigación, Desarrollo e Innovación en Sostenibilidad Energética”

    Jue, 10/22/2015 - 04:16

    El Congreso  organizado por El Instituto Nacional de Eficiencia Energética y Energías Renovables (INER) de Ecuador tendrá lugar del 11 al 13 De Noviembre en el Centro de Negocios y Convenciones Quorum de Quito.

    [Autora: Mª José Negro-Unidad de Biocarburantes- Dpto. de Energía- CIEMAT]

    Con el propósito de establecer la generación de conocimiento científico como una práctica permanente en el Ecuador, potenciar el trabajo de la Comunidad de Estados Latinoamericanos y Caribeños, en temas de eficiencia energética y energía renovable, brindar un espacio para la reflexión, el intercambio y la interacción de los investigadores nacionales e internacionales, el INER plantea la realización del Congreso Internacional “Investigación, Desarrollo e Innovación en Sostenibilidad Energética”. En el evento, pionero en Eficiencia Energética y Energía Renovable en Ecuador, se darán cita instituciones y personas comprometidas con el desarrollo de la investigación científica y el avance tecnológico, que promuevan el uso racional de la energía y el desarrollo de nuevas fuentes limpias y renovables. Tiene por objetivo generar vínculos entre los países de Latinoamérica en eficiencia energética y energía renovable, fomentar el desarrollo e intercambio de conocimiento de la I+D+i en temas relacionados a la energía sostenible, facilitar el acceso al conocimiento científico, vincular a la Industria, empresa y emprendedores con procesos de desarrollo científico y tecnológico en el sector energético, así mismo se presentarán los proyectos del INER desarrollados con cooperación internacional.

    La unidad de Biocarburantes del CIEMAT participará en el Congreso mediante la presentación de la siguiente ponencia: “Producción de etanol de lignocelulosa”, conferencia que impartirá el Dr. I. Ballesteros. En la ponencia se presentará el estado de la tecnología de producción de etanol lignocelulósico, situación y perspectivas, haciéndose especial hincapié en los desafíos tecnológicos de la producción de etanol de segunda generación mediante la ruta bioquímica.

    Fuente: http://idi.iner.ec/en/

    Termosolar versus fotovoltaica. La gestión de la demanda y la estabilidad de la red eléctrica versus bajo coste

    Mar, 10/20/2015 - 05:59

    Autor: José González-Aguilar-IMDEA Energía

    El abaratamiento masivo de la industria fotovoltaica ocurrido en el último lustro debido principalmente a la curva de aprendizaje [1] ha tenido una fuerte repercusión en la industria termosolar [2]. La energía eléctrica producida al transformar directamente la energía del Sol es al día de hoy más barato que hacerlo por una turbina calentando previamente un fluido térmico. De hecho, la implantación de la tecnología fotovoltaica ha desbordado en varias ocasiones las previsiones realizadas por entidades tales como la Agencia Internacional de la Energía, mientras que la implantación solar termoeléctrica se ha corregido a la baja [3]. Los informes prospectivos publicados por diferentes instituciones indican que esta situación no cambiará a medio y largo plazo. Aun así, recientes estimaciones proporcionan costes cercanos a 10-12 c€/kWh en 2020 para varias configuraciones de centrales comerciales.

    Resulta interesante observar cómo la obtención de una disminución de costes que garantice la viabilidad de la energía termosolar impulsa la investigación y el desarrollo tecnológico. En EEUU, el programa Sunshot promovido por el Departamento de Energía tiene como objetivo reducir el coste de producción eléctrico en un 75% entre 2010 y 2020. Objetivos similares se han propuesto dentro de los programas de investigación europeos. Sin embargo, el coste no es el único elemento diferencial entre fotovoltaico y termosolar. En la última conferencia SolarPACES en Ciudad del Cabo, Sudáfrica, celebrada entre el 13 y el 16 de octubre pasados, se observó cómo la comunidad termosolar plantea varias líneas de trabajo orientadas no solo a disminuir el coste de producción de electricidad mediante el desarrollo de nuevos componentes más baratos (helióstatos y sistemas de almacenamiento) y/o más eficientes (receptores y colectores, nuevos fluidos térmicos y ciclos termodinámicos). También se ha analizado las ventajas que ofrece la tecnología termosolar en la gestión de despacho mediante el uso de sistemas de almacenamiento térmico y su integración en el mix energético nacional e internacional. Resulta elocuente comprobar que el mayor número de trabajos presentados se han centrado en el almacenamiento térmico [4] extendiéndose en el rango de temperaturas de operación con el objeto de ir más allá de los ciclos Rankine (vapor) y el uso de reacciones químicas.

    Gracias a la flexibilidad que ofrece el almacenamiento térmico, nuevos estudios sobre la integración de la tecnología solar en la red eléctrica sugieren su papel estabilizador, el cual permitiría incrementar la contribución de renovables en la red.

    [1] Fraunhofer ISE (2015): Current and Future Cost of Photovoltaics. Long-term Scenarios for Market Development, System Prices and LCOE of Utility-Scale PV Systems. Study on behalf of Agora Energiewende. www.agora-energiewende.de

    [2] Renewables 2015 Global Status Report (2015), http://www.ren21.net/status-of-renewables/global-status-report/

    [3] Tracking Clean Energy Progress 2014, AIE. http://www.iea.org/publications/freepublications/publication/tracking-clean-energy-progress-2014.html

    [4] http://www.solarpaces2015.solarpaces.org/home.html

    Toyota presenta un ambicioso plan para reducir las emisiones de sus vehículos

    Lun, 10/19/2015 - 04:41

    Autor: [R. M. Navarro-  Grupo de Energía y Química Sostenibles- Instituto de Catálisis y Petroleoquímica] 

    Para dar respuesta a los retos que se tienen planteados a nivel global y relativos al cambio climático, al agotamiento de recursos y a la degradación de la biodiversidad, la compañía Toyota ha presentado el informe “Toyota Environmental Challenge 2050” en el que marca sus objetivos para reducir el negativo impacto medioambiental que tienen tanto el uso como  la fabricación de los vehículos actuales. Para cumplir este reto, la compañía plantea seis objetivos individuales en tres áreas:

    (i) Nuevos vehículos con emisiones cero de CO2: Toyota se pone como objetivo reducir las emisiones de CO2 de los vehículos en 2050 un 90% por debajo de las emisiones del año 2010. Para conseguir este objetivo se propone mejorar la eficiencia de los motores a corto plazo y promover el desarrollo y venta de tecnologías con bajas o nulas emisiones de CO2  como los híbridos, híbridos enchufables, vehículos eléctricos y vehículos con pila de combustible.

    (ii) Eliminar las emisiones de CO2 en toda la cadena de producción de los vehículos (al 50% de las emisiones del 2001 en el año 2020 y un tercio más en el año 2050) mediante el uso de materiales en cuya fabricación se emitan bajos niveles de  CO₂, reduciendo la cantidad y número de elementos en los vehículos, racionalizando y simplificando los procesos de producción y usando fuentes de energía renovables y por último,

    (iii) Minimizar y optimizar el uso de recursos en la producción de vehículos y potenciar la fabricación de vehículos con facilidad para su desmantelamiento y reciclado.

     

    Como paso clave para alcanzar estos objetivos a largo plazo, Toyota ha presentado su sexto plan de actuación medioambiental que se ejecutara entre 2016 y 2021. Dentro de ese plan plantean conseguir los siguientes objetivos:

    • Reducir una media del 22% las emisiones de  CO2 de los vehículos en el año 2020 respecto de las emisiones de los vehículos en el año 2010
    • Alcanzar unas ventas anuales de 1.5 millones de vehículos híbridos anuales, con unas ventas acumuladas de 15 millones de vehículos híbridos en el año 2020
    • Alcanzar unas ventas globales de más de 30.000 vehículos equipados con celdas de combustible con hidrógeno alrededor del año 2020, de las cuales 1000 unidades/mes serán vendidas en Japón.
    • Comenzar la venta de autobuses con celda de combustible de hidrógeno en pequeño número el año 2017, focalizando las ventas en Tokio, para alcanzar la venta de 100 autobuses en el año 2020 coincidiendo con los juegos Olímpicos de Tokio.
    • Investigar en sistemas de propulsión eléctrica, baterías, para desarrollar una nueva generación de vehículos eléctricos con mayor eficiencia y capacidad de almacenamiento.

    El tiempo dirá si los planes de Toyota se hacen realidad, pero al menos la concienciación y su planificación van, en mi opinión, por el camino correcto.

    Mas información: http://www.toyota-global.com/sustainability/environment/challenge2050/

    Toyota Mirai muestra cómo será el vehículo eléctrico impulsado por pila de combustible de hidrógeno

    Vie, 10/16/2015 - 12:35

    Autor: José Antonio Villajos Collado-URJC

    Toyota ha presentado recientemente en Europa el Mirai, la nueva berlina de pila de combustible de la compañía nipona, que funciona con hidrógeno y sin emisiones contaminante. El Mirai es, según su fabricante, el vehículo ecológico de mayor valor del mercado actual, y destaca por su diseño exterior y por su aceleración, así como por el silencio de su habitáculo y por poseer una autonomía similar a la de un vehículo de gasolina.

    Concretamente, se trata de un vehículo que recarga el gas combustible en tanques de fibra de carbono a alta presión, material con una capacidad 5 veces superior a la del acero a la hora de absorber la energía procedente de un choque. La fibra de carbono recubre una lámina interior polimérica que aumenta la estanqueidad, y es a su vez recubierta por una capa de fibra de vidrio para reducir el desgaste por abrasión. A día de hoy, los fabricantes de vehículos impulsados por hidrógeno han elegido este sistema de gas comprimido a pesar de las limitaciones en cuanto a capacidad y seguridad, a falta de que nuevos mecanismos de almacenamiento sean desarrollados hasta niveles satisfactorios en cuanto a costes y condiciones de operación. Como ayuda, también monta una batería eléctrica que funciona de modo similar a como lo hace en los propios vehículos híbridos de gasolina del fabricante, almacenando parte de la energía producida en picos de producción y durante las frenadas, lo cual sirve para asistir a la pila de combustible en la generación de electricidad para mover el motor eléctrico en momentos determinados, aumentando de este modo tanto la potencia como la autonomía.

    En cuanto a la seguridad a bordo, se dispone de instrumentos para la detección electrónica de fugas de gas en el interior del habitáculo, de modo que en el caso de producirse éstas son rápidamente dispersadas hacia la atmósfera. Además, en caso de colisión se detiene automáticamente el flujo de hidrógeno para evitar la formación de atmósferas explosivas. En añadido cuenta con diferentes elementos de seguridad activa (E-VSC, TRAC, ABS, EBD, BA y SST), para la anticipación o preparación ante una colisión frontal inminente, 8 airbags y conexión permanente al centro de asistencia de Toyota.

    Por último, en relación a las características motrices del Mirai, cabe destacar cómo la pila de combustible es capaz de generar una potencia de 113 kW (154 CV) con un par motor de 355 Nm, lo que impulsa al vehículo hasta los 178 km/h de velocidad máxima con una aceleración que permite pasar de 0 a 100 km/h en 9 segundos. Su precio rondará en 2016 los aún elevados (aunque no prohibitivos) 57.500 $, poniendo de manifiesto el impacto de la producción en escala sobre la reducción del precio de las pilas de combustible, y suponiendo un paso más a la extensión y comercialización masiva de los vehículos impulsados por hidrógeno, paso éste necesario para que se desarrollen otros factores relacionados con la economía de este vector energético, como los relacionados con la producción sostenible y económica del gas, la mejora de la red de suministro, y la aceptación de la tecnología hasta niveles tan altos como los actuales vehículos de combustión interna.

    Fuentes:          

    https://ssl.toyota.com/mirai/index.html

    http://www.ecoticias.com/motor/107879/Conoce-berlina-pila-combustible-hidrogeno-Toyotahttp://www.ecoticias.com/motor/107879/Conoce-berlina-pila-combustible-hidrogeno-Toyota

    ¿Cuánta energía traerán las olas?

    Lun, 10/12/2015 - 04:00

    La intermitencia es uno de los problemas de la mayor parte de las energías renovables, incluida la marina: a veces abunda, otras veces escasea. De ahí que, para gestionar adecuadamente la energía del mar e integrarla en la red eléctrica, convenga saber cuándo traerán suficiente fuerza las olas. Y eso es precisamente lo que ha hecho el grupo Eolo, de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU). La revista Ocean Engineering ha publicado recientemente un artículo del citado grupo titulado —”Short-term forecasting of the wave energy flux: Analogues, random forests, and physics-based models”— con los detalles del proyecto.

    Autora: Alicia Carrero Fernández-Universidad Rey Juan Carlos

    La energía marina tiene un gran potencial de futuro, porque pese al problema de la intermitencia, tiene una ventaja con respecto a la energía eólica, ya que es más fácil predecir un oleaje óptimo que unas ráfagas de viento apropiadas. Por eso, tan importante como contar con prototipos eficientes para el aprovechamiento de la energía undimotriz, es saber cuánta energía traerán las olas dentro de unas horas.

    La primera instalación operativa para el aprovechamiento de la energía marina se construyó en Portugal, en el 2008. En el País Vasco, se inauguró en el 2011 una pequeña instalación en Mutriku. La central de Mutriku es pionera en su género en todo el mundo. Es la única que dispone de una configuración multiturbina y, además, inyecta a la red general toda la electricidad producida para su distribución. Datos técnicos:

    • Tecnología marina OWC (Columna de agua oscilante).
    • 16 unidades cámara-turbina.
    • Potencia instalada 296 kW.
    • Producción eléctrica renovable estimada: 400.000 kWh anuales.
    • Emisiones  de CO2 evitadas: 400 toneladas anualmente.

    Conociendo previamente los datos de energía de las olas, se puede insertar mejor la energía producida por las olas en la red eléctrica, y, por tanto aumentar el consumo de energía renovable.

    El grupo EOLO (UPV/EHU) ha desarrollado varios modelos de predicción de la cantidad de energía undimotriz para el golfo de Bizkaia, utilizando para ello la técnica denominada “Random Forests “(bosques aleatorios). Se trata de un algoritmo desarrollado durante los últimos años cuya base son los llamados ‘árboles de regresión’, en los que las variables de entrada se consideran raíces y las de salida, hojas. La técnica “Random forest” es un desarrollo de los árboles de regresión que, en lugar de un solo árbol, utiliza muchos (por lo general, más de mil), formando un ‘bosque’ o selva”, como ha explicado el investigador Gabriel Ibarra, del grupo EOLO.

    Según el citado investigador, los modelos desarrollados por su grupo son más fiables que otros ya existentes para las predicciones del oleaje con una antelación de tres a dieciséis horas. Los modelos de EOLO están basados en una serie histórica de mediciones que comparan entre sí los niveles de energía de las olas en un momento dado y los que se prevén para dentro de algunas horas. La medición se realiza mediante boyas, de las que cinco están instaladas en el golfo de Bizkaia, tres cerca de la costa gallega y dos en mar abierto. El organismo Puertos del Estado se encarga del mantenimiento de las boyas instaladas en Galicia, y el servicio meteorológico británico (MetOffice) de las de mar abierto.

    Dos son las prioridades del grupo Eolo de cara al futuro: por una parte, acceder en tiempo real a los datos del modelo meteorológico WRF (Weather Research and Forecasting), que le servirán para mejorar los resultados actuales; por otra, continuar investigando los escenarios climáticos que puedan producirse en el futuro. En este sentido, se ha comprobado que un fenómeno como el cambio climático afecta también al oleaje, así como a los temporales que, con cierta frecuencia, azotan la costa vasca.

    En opinión de los miembros de Eolo, es importante saber qué evolución tendrá la energía marina en las próximas décadas, aunque las investigaciones sobre la predicción de la energía de las olas no han hecho más que comenzar, y no han llegado todavía a la fase operativa, es decir, no se aplican directamente.

    XVII Reunión de la Red temática Lignocel: “Retos Enzimáticos, Químicos y de Ingeniería para la Utilización de Recursos Agroforestales no Alimentarios (Lignocelulosa) en una Bioeconomía más Sostenible y menos Contaminante”

    Dom, 10/04/2015 - 08:17

    La reunión temática Lignocel organizada por el grupo de Biotecnología para la Biomasa Lignocelulosa del Centro de Investigaciones Biológicas, (CIB-CSIC) tuvo lugar del 1 al 2 de octubre de 2015 en el mismo centro de investigación en Madrid.

    Autor: Alfredo Oliva-IMDEA Energía

    La aplicación de la biotecnología en la transformación de los materiales lignocelulósicos es un área de investigación en auge a nivel mundial. La investigación sobre los mecanismos enzimáticos y biomoleculares de biodegradación de la lignocelulosa son aún hoy en día desafíos que la comunidad científica tiene que comprender. Del mismo modo, las aplicaciones biotecnológicas, entre las que se encuentran la producción de biocombustibles, representan una alternativa económica y no contaminante para la transformación de los materiales lignocelulósicos. Sin embargo, la conversión de la biomasa lignocelulósica por hidrólisis enzimática y fermentación a etanol no es todavía una tecnología optimizada.

    Con el propósito de establecer y favorecer intercambio científico, el Grupo de Biotecnología para la Biomasa Lignocelulósica del Centro de Investigaciones Biológicas (CIB-CSIC) organizó los días 1 y 2 de octubre de 2015 la XVII Reunión Temática Lignocel “Retos Enzimáticos, Químicos y de Ingeniería para la Utilización de Recursos Agroforestales no Alimentarios (Lignocelulosa) en una Bioeconomía más Sostenible y menos Contaminante”. Este evento, financiado por el Instituto Nacional de Investigaciones Agroalimentarias (INIA) dentro de la acción complementaria AC2014-00017-00-00, tiene como objetivos generar vínculos entre los grupos científicos, tecnológicos y empresariales de la Red, fomentar colaboraciones en investigación en ámbito nacional e internacional y fortalecer el desarrollo de líneas de investigación novedosas y/o prioritarias en el ámbito nacional y europeo.

    La Unidad de Procesos Biotecnológicos para la Producción de Energía de la Fundación IMDEA Energía participó en la reunión mediante la presentación de la siguiente ponencia: “Destoxificación con lacasas: papel de los compuestos fenólicos y lignina en la inhibición de la hidrólisis enzimática”, ponencia que impartió el estudiante predoctoral A. Oliva-Taravilla. En la ponencia se presentaron los mecanismos de inhibición de la hidrólisis enzimática provocados por los radicales fenoxilo y la lignina tras el tratamiento con lacasas de paja de trigo pretratada por explosión por vapor.

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    Instituto Chileno de Permacultura