Las energías del futuro

Tambien dicen que el aumento de CO2 ha aumentado la superficie verde de la Tierra que, asi de partida, parece algo bueno.

También ha aumentado la acidificación de los océanos y eso a priori es malo para toda la biodiversidad marina.

Personalmente no entro a discusiciones calentologas pero creo que el problema está no tanto en la cantidad de CO2 sino en la velocidad de emisión y capacidad de absorción del planeta.

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En eso estoy de acuerdo, está claro que el análisis de flujos entrantes y salientes debe ser igual, si no se produce una acumulación de CO2.

Pero para eso se ha de estandarizar las tomas de medidas de emisiones, que ahora cada país mide como quiere. Esto se consiguió en la cumbre del clima del año pasado, que es un gran avance.

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Veo que el debate está derivando en la conveniencia o no de emitir co2 a la atmósfera. Voy a dar mi opinión sobre esto. La vida se basa en el carbono, el co2 es la correa de transmisión del ciclo de la vida. Apoyado en estas dos evidencia lo lógico es pensar que en el futuro nos espera un florecimiento de la vida en general, mayores cosechas, mas cubierta verde en el planeta, etc. No en vano el periódo climático en el que nos encontramos se denomina “Optimo moderno”, el clima es óptimo para la vida. Probablemente el aumento tan rápido de co2 lo que si va a forzar es a la destrucción de algunas especies y a la eclosión de otras nuevas especies, nada nuevo en la historia de la vida sobre la Tierra.
Y volviendo al tema del hilo, pienso que mientras no haya un sistema fiable y barato de almacenamiento de energía, las renovables no tienen futuro. El futuro es de la energía termonuclear claramente; el problema es que la podamos manejar antes de que se acabe el petróleo o encontremos un sistema de almacenamiento fiable de energía.

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Pues ya podrían aprovechar la geotermia, que les saldría muy rentable allí

Nosotros en España haciendo algo parecido… Cerrando centrales de carbón para comprarle a Marruecos energía producida con carbón. #Ecologismo

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Debate sobre el futuro y evolución de los diferentes tipos de energía movido desde el hilo de Enagas.


Voy a dar mi aporte sobre el futuro, ya que trabajo en una empresa gasista.

De aquí a unos 20 - 30 años veo la transición de este modo:

  • Producción deslocalizada de renovables, solar y eólica. No sé en que cantidad se excederá la potencia instalada, me aventuro a decir que habrá mucha más potencia instalada que demanda. Aquí REE puede jugar un papel interesante.

  • Veo plantas de electrólisis para producción de hidrógeno en un orden de magnitud de 10 - 100 MW deslocalizadas por la geografía. Aquí no tengo claro quién va a cortar el bacalao. Repsol, Shell, Total y las petroleras se van a meter de lleno; otros actores serán las eléctricas y puede que OHL, Ferrovial y ACS (luego explicare por qué). Linde, Air Products, Air Liquide, ¿pueden aportar valor aquí? es posible que no entren en esta parte del juego.

  • Veo a ENAGAS con un papel determinante. Posiblemente las plantas de producción de hidrógeno descargen el H2 a un gasoducto. ¿Quién tiene las servidumbres de paso de tuberías de gas? ¿Quién puede obtener los permisos para hacerlo? ¿Quién puede utilizar activos ya existentes? ¿Quién tiene experiencia en la gestión de grandes gasoductos? ENAGAS

  • Como consumidores del gasoducto habrá hidrogeneras, redes de distribución, industrias y peak shaving plants. Creo que las hidrogeneras las pondrán las petroleras, aunque la tecnología es de los gasistas (Air Liquide, Linde, etc…). Las redes de distribución será un negocio regulado, ya veremos quienes entran. Las plantas peak shaving almacenarán hidrógeno. No sé de que manera (en forma de metanol p.ej.) pero cuando el precio de la electricidad este caro transformarán el H2 en energía eléctrica (es lo mismo que cuando bombean agua a los embalses).

Es decir, electrificación total del sistema (REE), y gestión de redes de H2 (ENAGAS). No creo que veamos a los consumidores adaptándonos a la oferta de energía (quizá sí los grandes consumidores con algún tipo de interrumpida). Se requerirá nuevas líneas de alta tensión y una gestión mucho más sofisticada de la red. En las plantas de producción de hidrógeno se obtiene también oxígeno. Aquí pude haber mucho interés para vender este oxígeno a la administración pública (a los hospitales). Quizá me equivoque en este punto del oxígeno; a lo mejor los gasistas pintan más de lo que creo.

Yo es el único futuro descarbonizado que veo en España. Y ENAGAS y REE si los políticos no meten demasiada mano estarán de lleno ahí.

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Que dificil me parece esto

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Emmm, esto entiendo que es un triple, no? Que, oye,
ojala pase.No recuerdo una planta de electrólisis en España, aparte de ser una tecnología poco rentable comparado con otro tipo de tecnologías.

Yo no veo nada más que dificultades en todo el planteamiento teniendo en cuenta las dificultades que plantea esa tecnología frente a otra y los sistemas hipersaturados de la red eléctrica en un país que no tiene un duro para ampliarlos y que exige a inversores energéticos que inviertan xo bajen la factura.
Aparte de que no estoy tan seguro de que un revamping de una red de GN a H2 sea sencillo teniendo en cuenta las peculiaridades del H2

Pero que ojalá suceda y sea facil

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Si el hidrógeno fuese metano y la electrólisis no fuese tan ineficiente te lo podría comprar pero resulta que el hidrógeno es un dolor de cabeza y la electrólisis tiene pinta de competir mal con extraer gas del subsuelo.

Yo creo que tenemos gas para rato y los que hablan de una descarbonizacion completa de la economía no son conscientes de hasta que punto los combustibles fósiles permean en nuestra sociedad.

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Creo que no has contado el papel de ACS, OHL y Ferrovial. Lo puedes indicar?

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@mr-j y @McFly no sé en qué os basáis para decir que la electrólisis es ineficiente (??) o poco rentable. :man_shrugging:

El consumo específico de un electrolizador actual (tecnología modular de Siemens, -Silyzer 300) es de 55 kWh / kg H2. Incluyendo todo (demi-water plant, compresión @ 40 bar y DeOxo). Apenas tiene mantenimiento ni partes móviles. Los stacks hay que cambiarlos cada 80.000 horas de operación. El CAPEX rondará 650 € / kW instalado (también un all include). La capacidad de un módulo son 340 kg/h. Por eso digo que tienen sentido plantas de hasta 100 MW (unos 2.000 Nm3/h como mucho; 1 kg H2 = 11,12 Nm3)

Un SMR convencional de tamaño medio (40.000 Nm3 /h H2) tiene un consumo específico de 47 kWh / kg H2 (en PCI). Si quieres, réstale el vapor producido a fuel value, ya que se puede aprovechar o turbinar. Es decir le quitamos 7,5 kWh / kg H2 → Nos queda un consumo específico de 39,5 kWh / kg H2. Después hay más consumos (energía eléctrica aprox 0,3 kWh / kg H2, nitrógeno, demiwater, etc.). A la inversión del SMR hay que añadir la demiwater plant, la antorcha, un pulmón o buffer de H2 ya que los arranques y paros necesitan H2 externo, una caldera para los arranques (se necesita vapor para calentar la planta). Los catalizadores hay que cambiarlos algunos anualmente (desulfurador que va a muerte) otros cada 3 años (pre-reformer), cada 5 (hidrogenador) y cada 10 años (reformer). Los tubos hay que cambiarlos también a las 100.000 horas de operación aproximadamente. Los tubos, y los catalizadores son muy caros, bastante más que los stacks (por unidad de H2 producida). La planta requiere mucha instrumentación, bombas, válvulas (p.ej. de la PSA). Y el mantenimiento y operación son mucho más costosos. El cambio de carga de planta es muy lento y el consumo especifico se resiente mucho a carga parcial. Arrancar puede costar días.

Ahora los números. El precio aproximado del hidrógeno en un SMR es de 1.800 EUR / Tm asumiendo unos 23 EUR / MWh (PCS). En un electrolizador estarías a la par con precios de la luz de 30 EUR / MWh (y los hemos visto pre covid). Hablo de precios totales incluido impuestos y costes regulados (Tarifa 6.4 en el caso de la luz y 2.5 en el caso de gas). Añádele derechos de emisión en el caso del SMR (ya veremos si siguen con derechos gratis y el carbon leak) y ya es más competitivo a baja escala (del orden de los 1.000 Nm3/h) los electrolizadores. La tecnología SMR está ya muy madura, sin embargo el precio de los stacks va cayendo muy rápido. Cada vez es más barata y cada vez mejora más la eficiencia y factor de escala. Los arraques y paros se llevan a cabo en minutos, y los cambios de carga en segundos.

Si en el futuro (30 años) no va a haber nuclear y vamos a todo renovables pueden pasar dos cosas: O nos adaptamos a la oferta de energía (industria y consumidores deberemos cambiar nuestros patrones de producción y comportamiento) o la oferta se adaptará a la demanda tal y como pasa ahora (gran volatilidad de precios de la energía en función de si hace sol, viento o ha llovido). Yo me decanto por la segunda opción. Esto da muchas oportunidades de negocio a la electrólisis que puede jugar un papel importante como estabilizadora de los precios.

Una red de gasoductos de H2 no es tecnología de la nasa. A las tuberías actuales de ENAGAS puede inyectarse tranquilamente un 4 - 5% de hidrógeno sin ningún problema durante esta transición. El hidrógeno puede transformarse en metano reaccionando con el CO2 e inyectarse directamente. No sé si irán por ahí los tiros. Yo creo más en el metanol. pero en cualquier caso la mejor opción para el almacenamiento es una red de gasoductos de hidrógeno. Una línea DN400 PN40 puede salir a unos 100.000 eur / km.

No soy futurólogo (no me gustan las palabras que acaban en urologo), pero en el peor de los casos seguiremos igual. Y por tanto, ENAGAS y REE seguiran siendo buenos negocios. Si hay una transición real hacia la electrificación y descarbonización entonces creo que también ambas compañías pueden ser incluso mejores negocios que ahora.

Totalmente de acuerdo contigo. Incluso dentro de 30 años seguirá habiendo combustibles fósiles. Pero eso no quita a que su peso sea cada vez menor.

Para terminar con la parrafada, dejo una cita Sadi Carnot, de su libro “Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego”, sobre la eficiencia y el ahorro de combustible:

“No deberíamos esperar utilizar en la práctica todo el poder motriz de los combustibles. Los intentos de acercarse a lograr este resultado serían mucho más perjudiciales que útiles si por ello se descuidan otras consideraciones importantes. La economía del combustible es solo una de las condiciones que se deben cumplir en las máquinas de fuego. En muchos casos es solo secundario. A menudo se debe dar prioridad a la seguridad, a la robustez, a la durabilidad de la máquina, al pequeño espacio que debe ocupar, a los bajos costes de instalación y ensamblaje, etc. Saber apreciar en cada caso, en su justo valor, las consideraciones de conveniencia y economía que se puedan presentar; saber discernir las más importantes de las que son solo accesorias; el equilibrio adecuado entre ellas, a fin de lograr los mejores resultados por los medios más simples: tales deberían ser las características principales del hombre llamado a dirigir, a coordinar entre sí las labores de sus semejantes, para que cooperen hacia un fin útil, de cualquier tipo que sea.”

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Me he quedado como me quede después de ver los dos primeros capítulos de la tercera temporada de Dark :sweat_smile:

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No entiendo nada de lo que dices, pero parece que tú sí sabes de lo que hablas :joy:

En todo caso, parece que, como mínimo, hay disparidad de opiniones. Seguiré con mis REE y mis Enagás.

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Yo lo que veo es que sin entrar en números, producir hidrógeno (H2) por electrolisis no puede ser rentable de cara a después quemar ese hidrógeno y volver a producir electricidad. Estas haciendo transformaciones químicas que requieren un aporte de energía para darse y suponen una perdida de energía total por aquello de la entropía.

Es decir al inicio del proceso utilizas electricidad para dividir las moléculas de agua y obtener H2, y al final quemas ese hidrógeno para volver a obtener electricidad… Ni si quiera tiene sentido para disminuir costes en el transporte, es mas caro un gaseoducto que un tendido eléctrico. Podria tener sentido como almacenamiento de energía en forma de H2, pero sigue siendo bastante ineficiente.

Si en el futuro se encuentra una forma sostenible y económicamente viable de producir cantidades masivas de hidrógeno molecular, podrá suceder lo que estamos diciendo, pero hasta entonces yo no lo veo, al menos no mientras esa generación de hidrógeno sea por electrolisis.

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Es que no se trata de eficiencia, de ahí la cita de Carnot. Se trata de coordinar la oferta con la demanda. Se trata de llenar el depósito de hidrógeno de tu coche en segundos. Se trata de almacenar energía. Se trata de usar la energía casi gratis cuando no la quiere nadie y devolverla cuando está cara.

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Es ineficiente con sus pares. Si fuera eficiente y mejor que sus pares se usaría masívamente ya mismo.

Ni los reformadores ni las pilas de hidrógeno se usan masívamente para producción de energía puesto que hay métodos tradicionales mucho más asequibles. Y MÁS SEGUROS.

Las unidades de hidrógeno en las refinerías tienen los sistemas de seguridad y control más complejos y completos de toda la planta, un pequeño error en H2 es fatal. Los controles e instrumentación dependiendo de la sección van duplicados y triplicados. Prácticamente todo tiene su “spare”. Las presiones de trabajos son altas y los rating de las líneas con espesores superiores y aleaciones más resistentes.

Pero, como te he dicho, ojalá suceda, es una tecnología muy limpia y, aunque complicada y peligrosa, quizás a futuro se pueda instalar masivamente, aunque en nuestro país no lo veo por todos los impedimentos políticos y económicos.

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Yo eso lo veo hacerse trampas al solitario, si te entiendo bien hablas de producir H2 por electrolisis durante la noche cuando la demanda de electricidad es mas baja, y despues quemar el H2 por el dia cuando la demanda es mas alta.

Lo primero es que si aumentas masivamente la produccion nocturna, subira la demanda y en consecuencia los precios del kW. Y lo segundo es que químicamente tienes el mismo problema de estar haciendo un pan con unas tortas. Esa energia que gastar en hacer la electrolisis tiene que venir de algun sitio, que vas a hacer ¿quemar carbon por las noches? ¿hacerlo solo cuando sople mucho el viento?

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