Entrades amb l'etiqueta ‘fotovoltaica’

Arriben els nous temps de l’energia

divendres, 24/11/2017

Hi ha imatges que no necessiten explicació. Aquesta del costat és d’aquesta pàgina web de Lazard, ens diu el que no sempre ens acaben d’explicar bé. Mostra l’evolució temporal del cost anivellat de l’electricitat (LCOE) i compara les diferents maneres de generar aquesta electricitat.

L’LCOE, o cost anivellat de l’electricitat, és una mesura per comparar  mètodes de generació d’electricitat de manera consistent. Avalua el cost total mitjà de construir i operar una determinada central generadora d’energia al llarg de tota la seva vida útil, dividit per la producció total d’energia d’aquest sistema durant tota la seva producció. De fet, també es pot pensar que és el cost mitjà de l’electricitat, que permet calcular el preu de venda als consumidors un cop li afegim costos de distribució per les xarxes, beneficis i impostos diversos.

És clar que la mesura LCOE no té en compte factors ambientals ni d’escalfament del planeta, que ens donarien una dimensió diferent d’estudi en la que les energies clarament guanyadores serien les renovables. Ara bé, estudiant només l’LCOE, la conclusió ja és molt il·lustrativa. Mireu les gràfiques de la imatge, que podeu consultar amb més detall en aquesta pàgina web. Es tracta de costos reals, sense afegir-hi cap dels subsidis que apliquen i atorguen els governs. Veiem, per exemple, que el cost de l’energia eòlica ha estat sempre (des de l’any 2009) més baix que els de les centrals de carbó i nuclears, i que és més baix que el dels sistemes de producció amb gas natural des de l’any 2010. L’energia solar amb tècniques d’escala cristal·lina va passar a ser més barata que el carbó i les nuclears l’any 2013, i va acabar tenint un cost més baix que el dels sistemes de producció amb gas natural l’any 2015. A més, en el primer gràfic de la mateixa pàgina web, podem veure per exemple que el cost de l’energia produïda pels motors dièsel alternatius és el més alt de tots (més que les renovables, més que el gas, més que el carbó i les nuclears).

El cost de generar energia a partir de tecnologia fotovoltaica solar continua disminuint, i el cost mitjà d’aquesta energia fotovoltaica a escala de serveis s’ha reduït aquest any aproximadament un 11% respecte a l’any passat. L’energia renovable ha passat a ser més neta i més barata. Què esperem a elaborar i consensuar plans a llarg termini com el que tenen a Alemanya o com el de Dinamarca, quan sabem que cada any que passa estem fent més difícils les condicions en que hauran de viure els nostres néts? Sembla però que, a les nostres latituds, els agents socials estan més preocupats pel menjar d’avui mateix que per la reconversió i per la planificació sostenible a mitjà i llarg termini (segons el que es dedueix del que comento a continuació…).

——
Per cert, sindicats i patronal han demanat al govern espanyol que el trànsit a les renovables es faci de manera gradual i no rupturista, “sobretot si tenim en compte que Espanya és una potència mundial com a productor de vehicles gasolina i dièsel, així com de les seves parts i components”. Gran visió de futur.

Els cotxes híbrids endollables i l’energia local

dimecres, 10/04/2013

plugin_hybrid_car.jpg Cada cop es parla més dels cotxes híbrids endollables. Ja existeixen, i d’altres models sortiran ben aviat al mercat. Porten un motor de gasolina i un altre d’elèctric (amb una potència que ja pot ser de 100 CV). Per recorreguts de fins 50 quilòmetres no gasten gens de gasolina perquè utilitzen l’energia elèctrica de les seves bateries. En els cotxes híbrids endollables, el motor de gasolina és per seguretat i per a recorreguts més llargs. És ben segur que aquests cotxes aniran essent més i més atractius a mesura que creixi l’eficiència del seu sistema d’emmagatzematge elèctric. Els cotxes híbrids endollables poden quasi doblar el rendiment dels actuals cotxes de gasolina tot utilitzant una energia, l’elèctrica, que cada cop és més neta i renovable: com sabem, el valor de l’índex EROI per a l’energia elèctrica hidràulica i eòlica ara ja és més elevat que el de la gasolina. D’aquí a uns anys, l’energia per circular per les carreteres sortirà dels endolls i de la xarxa elèctrica.

Les xarxes elèctriques, quan es van començar a instal·lar a finals del segle XIX, eren unidireccionals, enviaven energia de les centrals als usuaris. De fet eren línies elèctriques de transport d’energia. Durant la primera meitat del segle XX van néixer les xarxes elèctriques modernes com a resultat de molts processos d’interconnexió que garantien seguretat i estalviaven costos. Però el creixement va ser lent. Fins el 1960 no es va aconseguir portar l’electricitat a casa de la majoria de gent dels països desenvolupats. I als anys 70 van venir els problemes. El consum es va disparar i es va fer molt més irregular. Van sorgir els anomenats pics de demanda: moments en els que molta gent, de cop, vol consumir més energia (la televisió causava molts d’aquests pics perquè, quan hi havia pocs canals i feien anuncis, tothom encenia la llum o es posava a fer coses). Els pics van ser el gran mal de cap dels gestors de xarxes elèctriques perquè, de la mateixa manera que un cotxe es cala si li demanem més potència de la que ens pot donar, quan les centrals elèctriques no poden aportar l’energia que demanen els usuaris en els moments de pic és quan apareixen els talls de llum. Es van estudiar aquests fenòmens dels pics, van sorgir els primers models teòrics (estocàstics) i les xarxes van incorporar generadors en ralentí, preparats per a actuar immediatament en els moments de pics de demanda: turbines de gas, centrals hidroelèctriques i altres. Les xarxes elèctriques són ara molt més sofisticades. El segle XXI és i serà el segle de la barreja d’energies, de les xarxes inteligents i de les energies alternatives. Les fonts d’energia són i seràn múltiples i diverses, perquè totes tenen avantatges i inconvenients. Les centrals tèrmiques convencionals (gasoil o carbó) són lentes i tenen una gran inèrcia perquè han d’escalfar la caldera i fer vapor. Les hidràuliques són de resposta ràpida, però cal que no tinguem un any de sequera. Els generadors eòlics i solars no contaminen, però no generen energía quan la necessitem, sinó quan fa vent o fa sol. Res és perfecte.

Els cotxes s’acosten a l’electricitat, i l’electricitat s’acosta a les renovables. L’energia elèctrica que se’ns ha fet imprescindible, actualment prové de moltes fonts. És una barreja anomenada combinació energètica. Totes les previsions diuen que, amb el progrés tecnològic i l’esgotament dels combustibles fòssils, les energies renovables (bàsicament eòlica i solar) tindran un paper fonamental en la barreja energètica d’aquí a unes dècades. Però a més dels problemes actuals relacionats amb la gestió de la xarxa elèctrica, les energies renovables comporten un nou problema i un nou repte: el de guardar energia. Guardem aliments, minerals, metalls i molts altres béns de consum perquè els ritmes de producció i consum no són coincidents. Per això construïm i gestionem magatzems. Amb el consum massiu d’electricitat i amb les fonts d’energies renovables, aquest problema ha arribat a les xarxes elèctriques. L’energia ja no es pot generar en el mateix moment en que es consumeix. Hem de dissenyar i gestionar magatzems d’energia. De fet, el concepte no és nou: les centrals hidroelèctriques de bombeig ja fan aquesta funció. Però en necessitem molts més, de magatzems d’energia elèctrica.

Sabeu què són les sigles V2G i V2H? Les tecnologies V2G (V2G vol dir “dels vehicles a la xarxa”, o “vehicle to grid” en anglès) permeten que les bateries dels cotxes híbrids, quan aquests estan endollats, serveixin de magatzems d’energia elèctrica. V2G és una proposta innovadora per a la gestió de les xarxes elèctriques del futur. És una proposta que suma i aprofita el que tindrem: les bateries dels nostres cotxes. La capacitat d’una bateria és insignificant, però la suma de capacitats de totes les bateries dels cotxes que en un cert moment estiguin endollats pot arribar a ser molt gran. Una abella pot guardar i transportar molt poc pol·len, però totes juntes fan la mel que trobem a les botigues i supermercats de tot el món. La proposta V2G ens diu que és millor aprofitar la suma dels petits magatzems ja existents, abans que pensar en fer-ne de nous. En l’esquema V2G, cada cotxe endollat és com l’abella que guarda un granet d’energia i que quan cal, la retorna a la xarxa. I a més del sistema V2G també tenim el sistema V2H. Els projectes V2H (“vehicle to home”) fan un èmfasi addicional en la localitat. Si aconseguim que l’energia s’utilitzi en domicilis i indústries propers als cotxes endollats que l’alliberen, podrem “aprimar” les xarxes, fer-les més sostenibles i transportar menys anergia.

Els projectes V2G i V2G són possibles gràcies als algorismes de control de xarxes. Aquests algorismes reben dades de múltiples sensors que van detectant les variacions de demanda i defineixen una estratègia de control en base a models predictius. Les xarxes elèctriques actuals i sobretot les del futur estaran comandades per ordinadors que recullen informació i que apliquen algorismes d’optimització amb restriccions (en molts cassos, de programació lineal) en temps real. Aquests algorismes són els que també hauran de decidir, en cada pic de demanda, quines són les bateries de cotxe candidates a aportar l’energia extra requerida, tot tenint en compte els límits i requeriments fixats per cada usuari individual i tot retribuint aquells que hagin guardat i fet donació de part de l’energia dels seus cotxes. Això, abans era impensable. Però ara, gràcies als ordinadors, als algorismes d’optimització i a internet, es pot fer. A la factura elèctrica del futur veurem tot un seguit d’abonaments perquè el nostre cotxe, tot estant endollat i carregant-se, haurà actuat i servit (amb el nostre permís) com a magatzem temporal d’energia de la xarxa elèctrica.

Els híbrids endollables i els projectes V2G i V2H estan arribant, encara que podríem dir que venen poc a poc. Malauradament, els esforços de les petrolieres i dels poders econòmics per mantenir el negoci i l’estat actual de les coses són ben palpables. I alguns països que podríem ser punters no ho som. El govern dels Estats Units té una web informativa sobre cotxes híbrids endollables, en anglès i en castellà. Fa una mica d’enveja, oi?

Nota: En aquesta web teniu una informació força exhaustiva sobre les xarxes elèctriques intel·ligents. I si us interessa i voleu profunditzar, aquí podeu llegir un article danès que compara tres projectes: el projecte V2G de la Universitat de Delaware als EUA, el projecte e-mobility de Berlín i el projecte danès Edison.

Les bombolles, les crisis, la ciència i els nostres néts

dimecres, 21/11/2012

Bouzouki.jpg La setmana passada vaig assistir a una conferència d’en Bertrand Piccard. En Bertrand Piccard va ser el primer en donar la volta al món en globus, l’any 1999, sense aturades i en vint dies. És president de la fundació “winds of hope”, que vol lluitar contra els sofriments oblidats (sobretot els que afecten els nens) tot insistint davant els poders financers i els mitjans de comunicació.

Donar la volta al món en globus i en només vint dies, no és fàcil. Per a ser innovador cal arriscar-se. En tot cas, la perspectiva que un té des d’un globus al llarg de tres setmanes és molt diferent de l’habitual. Bertrand Piccard ens diu que va entendre el significat profund de la paraula sostenibilitat. En acabar, va iniciar el seu projecte d’impuls solar. Es va plantejar de construir un avió que pogués fer la volta al món sense gastar ni una gota de combustible. El seu és un avió que recull l’energia solar a les ales, però que també ha de poder emmagatzemar l’energia del dia per poder volar tota la nit sense aportació directa del sol. La versió actual del prototipus incorpora una munió d’innovacions tecnològiques, des de motors i bateries d’alt rendiment, sofisticats algorismes de control (un cop més, els algorismes i la informàtica) i nous materials i solucions estructurals de baix pes. Fins ara, l’avió de Piccard ja ha demostrat que pot volar dia i nit (26 hores seguides) i fa pocs mesos ha volat de Payerne a Madrid i a Rabat. Ha aconseguit diversos records mundials. Per exemple, ha estat el primer avió solar que ha volat més de 24 hores seguides. Al principi, al 1999, ningú creia en el seu projecte. Ara, Bertrand Piccard ha aconseguit un bon nombre de patrocinadors i ben segur que podrà assolir nous reptes. Però la idea de Bertrand Piccard i del seu soci André Borschberg no és pas la de revolucionar la industria aeronàutica, sinó la de construir un prototipus, un símbol. Una senyal per mostrar-li a Europa el que podria fer en el camp de les energies netes, si s’ho proposés. L’objectiu és simplement fer-nos reflexionar sobre el potencial de les energies renovables.

Les energies eòlica i solar són netes, és clar. Però l’energia solar fotovoltaica no sols és neta. Podríem dir que és pura i simple. És una conseqüència directa del que hem entès, al llarg del segle XX, sobre l’estructura atòmica. Sabem cóm fer que els fotons que ens arriben amb energia del sol entreguin els seus farcellets d’energia, els seus quants, directament als electrons sense cap part mòbil ni mecanisme. Molta gent ens ha preparat el camí: Henri Becquerel, Charles Fritts, Max Planck, Albert Einstein, Sven Ason Berglund, Russell Ohl i molts d’altres. Els darrers anys s’ha incrementat considerablement el rendiment dels panells solars i el seu preu ha baixat. Tenim cel·lules solars multiunió, d’arseniur de gal·li, que ja tenen un rendiment del 43%, quan l’any 2000 parlàvem només del 22%. Els projectes actuals de recerca poden arribar fins i tot a subministrar un 15% de la demanda d’energia a Espanya segons manifesta l’investigador Antonio Luque. Tot plegat, només aprofitant el sol que ens escalfa cada dia i les seves reaccions termonuclears de fusió. Per cert, a un amic meu li agrada citar la frase de Michael McClary: “Regar el camp amb aigua dessalinitzada amb energia de fusió nuclear és una idea molt antiga: S’anomena “pluja”…”. M’agradaria demanar als nostres polítics que inverteixin sempre en ciència, tecnologia i educació, tant si hi ha crisi com si no. Altres països prioritzen, i ho poden fer.

Ens trobem en una crisi econòmica mundial. En pocs anys hem passat de la bombolla a la recessió. Com que tot ha estat molt ràpid, ho recordem bé. Fa només cinc anys el diner era fàcil, tothom volia viure bé i s’endeutava. Els bancs oferien hipoteques per un valor més alt que el de la vivenda i a terminis de fins i tot 75 anys. La gent ho acceptava, veia bé el fet de passar l’herència del deute als seus fills. Volia viure bé el present, sense pensar massa en el futur dels seus fills. Però, viure el present per damunt de les possibilitats és fer crèixer la bombolla. I ja sabem què passa emb els globus quan s’inflen massa. Ens sembla que ja ho hem aprés, però malauradament el cert és que no. En Bertrand Piccard ens demana que comparem la bombolla que ara ha esclatat, amb la bombolla del medi ambient i de les ferides que estem fent al planeta Terra i a la natura. Volem viure bé el present, sense pensar massa en el futur dels nostres néts. De fet, la bombolla és molt més gran, però ens costa de veure-la perquè el procés és molt més lent. És una hipoteca que pagaran els nostres néts i besnéts. Estem generant una crisi immensa, i en sóm responsables cada dia. Només un detall: quan acabem les reserves de combustibles fòssils (això, probablement els nostres néts ho veuran) no tan sols ens caldrà canviar de model energètic, sino que haurem exhaurit les matèries primeres que ara ens permeten sintetitzar productes quimics per als medicaments i nous materials. Sostenibilitat és fer les coses amb seny, pensant que molts cops caldrà reduir el nostre nivell de vida si volem deixar als nostres besnéts un planeta com el que ara tenim. Sostenibilitat és pensar a molt llarg termini.

Què podem fer, nosaltres? Podem estalviar energia cada dia. Podem deixar el cotxe aparcat i usar el transport public. Podem fer-nos socis d’organitzacions per a compartir vehicles (“car sharing”). Podem començar a pensar en canviar el que tenim ara per un cotxe elèctric (o un híbrid endollable). Podem comprar fruites i verdures de producció local. Però a més, hi ha una altra idea que està sorgint amb força. És l’autoconsum. És un exemple paradigmàtic, conseqüència un cop més de la recerca en ciència i tecnologia. Hi ha restaurants i altres comerços que instal·len plaques solars per generar-se ells part de l’energia elèctrica que consumeixen. No volen pagar la factura elèctrica, que inclou el dèficit de tarifa. Algunes empreses s’hi han apuntat i ja ofereixen solucions claus en mà. La norma que ho ha de regular encara es troba en fase de tramitació, però molta gent ja es va passant a l’autoconsum perquè ha vist que és rendible, fins i tot sense cap tipus de subsidi ni prima. Segons José Donoso (UNEF), l’autoconsum serà la propera revolució energètica. Ens hi apuntem? Una noticia d’ahir mateix: davant les previsions d’un escalfament de fins quatre graus a finals del segle XXI, el mateix Banc Mundial recomana invertir més en fonts d’energia menys contaminants i augmentar l’eficiència energètica d’edificis i del transport. Ho farem? Pensarem en el diner fàcil a curt termini, o pensarem en els nostres néts i besnéts?  Com deia Gandhi, “sigues el canvi que vols al món”.

En Bertrand Piccard diu que la solució és més ciència i més tecnologia. És cert, però a cada nostra, un cop més ho hem fet a l’inrevés. Fa quaranta anys, les nostres empreses eren gestionades per enginyers. Ara, s’han anat buidant d’enginyers i omplint d’especialistes en guanyar diners. En Piccard ens explica que hem de tornar als científics i als enginyers. Els pobles que surten reeixits de les crisis són els que pensen en crear, innovar i produir (coneixement i productes). Són els que han tornat a omplir les empreses amb enginyers i científics, amb gent que entén els processos de producció i que dissenya el futur. Deixeu-me que citi el pintor Antonio López, en una entrevista d’ara fa dos anys: “habria que escuchar a los hombres de ciencia más que a los banqueros. Asi debe ser por el bien de todos”.

Repeteixo dues frases de la científica Eulàlia Martí, (pàgina 64 de l’Ara del dissabte 17 de novembre): “Un país no educat és un desastre de cara al futur. Si la ciència no existeix, les empreses no poden construir un país evolucionat. I el que s’ha fet els últims anys és una autèntica clatellada”. D’altra banda, als polítics els demanaria “Inversió en educació i en la formació dels educadors, serveis sanitaris mínims i inversió en recerca per garantir el progrés social”. No ens fan cas, però els governs intel·ligents són els que inverteixen en recerca…

I acabo amb una altra frase. És la d’en Martí Giné, de deu anys (Jo sóc de l’Ara, dilluns de novembre): “m’agradaria que la secció de Ciència fos més àmplia”.