Background
Existe un consenso global en que hay que tomar medidas para controlar las emisiones de gases de efecto invernadero, lo que se denomina descarbonización de la energía, de manera que el aumento de la temperatura global sea menor de 2ºC, para evitar el cambio climático. Para conseguir no superar este nivel de temperatura es preciso una reducción de las emisiones de dióxido de carbono (CO₂), relacionadas con la energía, de casi el 70% con respecto a los niveles de 2015. Se ha reconocido por muchos gobiernos y organizaciones que es necesario invertir fuertemente en innovación para lograr una transición de los sistemas de energía globales a bajas emisiones de carbono para el año 2050.
En un reciente análisis de IRENA se muestra que la eficiencia energética y la energía renovable tienen el potencial de lograr el 90% de las reducciones de emisiones necesarias para el año 2050, con el objetivo de que las renovables representen el 67% del suministro de energía primaria en 2050, creciendo desde el 18% en la actualidad. Para cumplir con los objetivos anteriores, el crecimiento anual de la cuota renovable en el consumo total de energía final necesita situarse en aproximadamente un 1,2% hasta 2050.
Descripción del reto
Uno de los retos más importante del planeta es el cambio climático, debido a la emisión a la atmósfera de gases de efecto invernadero, como el CO2, por lo que es necesario el desarrollo de tecnologías que reduzcan la huella de carbono en todas las actividades.
Todas las instalaciones industriales necesitan energía en sus procesos productivos, además muchos sectores son intensivos en consumo energético, contribuyendo al aumento de gases de efecto invernadero, Tabla 1.
Mitigar el cambio climático, reduciendo las emisiones de CO2, no es una tarea fácil, por lo que se requiere un esfuerzo innovador en tecnología, mejoras en los sistemas existentes (eficiencia), y nuevas combinaciones con otras fuentes energéticas, que reduzcan la huella de carbono y permitan continuar la actividad, generando beneficios.
Los criterios fundamentales, en el pasado para la generación de energía, tanto eléctrica como térmica, en la industria eran:
- Disponibilidad de energía de manera ininterrumpida y fiable.
- A coste competitivo.
Sin embargo, cada vez es más frecuente que las cuestiones medioambientales se tengan en cuenta dentro de las prioridades de la industria y estén presentes en la agenda estratégica de las corporaciones, fundamentalmente por los siguientes aspectos:
- Necesidad de reducir las emisiones para evitar el calentamiento global.
- Las regulaciones y políticas medioambientales respecto a las emisiones son cada vez más exigentes.
- El coste de los derechos de emisión de CO2 está aumentando y se prevé que lo siga haciendo en el futuro.
La rápida curva de experiencia en el desarrollo y utilización de las energías renovables, fundamentalmente solar y eólica, está convirtiendo a esta forma de generación en una alternativa eficiente y competitiva con las formas tradicionales de generación energética basadas en combustibles fósiles.
Lo que demuestra que se está dando respuesta al segundo criterio citado anteriormente, sin embargo, por el momento los sistemas de generación renovables no son gestionables, dado su carácter intermitente, por lo que hasta que no se disponga de tecnologías de almacenamiento de energía fiables y competitivas, no se podrá responder completamente al primer criterio citado al inicio.
La necesidad de responder a los retos medioambientales, junto con la intermitencia de los sistemas de generación renovable están impulsando el empleo fundamentalmente de tecnologías de generación de energía solar y eólica, cada vez mas eficientes, pero contando con sistemas de respaldo, bien de almacenamiento de energía eléctrica/ térmica o bien de gas en ciclos combinados.
La sustitución parcial de energía fósil por renovable en la industria es un objetivo factible y alcanzable, pero en cada caso es necesario valorar además de la rentabilidad de la inversión, la reducción de las emisiones de CO2 con su impacto económico asociado[1], y posibles incentivos de las instituciones estatales o locales, que con sus políticas favorecen el despliegue de las tecnologías renovables, así como el impacto en la responsabilidad social corporativa de las compañías.
Por tanto, la disponibilidad de tecnologías más eficientes y competitivas de generación de energía eléctrica y térmica, sin emisiones que aporten soluciones de almacenamiento también eficientes, tendría un impacto positivo extraordinario en la reducción de emisiones de efecto invernadero y en la sostenibilidad del planeta.
[1] El precio del CO2 hasta diciembre 2017 ha sido inferior a 8 €/t, pero a lo largo de 2018 ha subido hasta 20€/t y se prevé que siga aumentando
¿Qué se busca?
Cualquier tipo de tecnología de generación de energía eléctrica y/o térmica, sin emisiones, que permita, de manera eficiente, competitiva y gestionable, reemplazar las tecnologías actualmente utilizadas para cubrir las necesidades energéticas industriales.
Los criterios clave para la valoración de las potenciales soluciones al reto propuesto son:
- Máxima sustitución de combustibles fósiles por energías alternativas con nulas emisiones de CO2 (“Zero-emission”)
- Reducción máxima de emisiones de CO2, gracias a la capacidad de generación durante más tiempo (aumento de la gestionabilidad)
- Coste de generación competitivo con las tecnologías convencionales. Bajo CAPEX y OPEX.
- Tecnologías de respaldo eficientes y competitivas para hacer gestionable la generación renovable, a través de sistemas de almacenamiento eléctrico y/o térmico.
- Mínimo impacto medioambiental.
