Transició Energètica i Econòmica: Dues Cares de la Miteixa Moneda.

En el actural panorama global, la preocupació pel hashtag#canvi_climàtic i la necessitat d'una transició cap a fonts d'energia més sostenibles ha assolit nivells sense precedents.

De fet, la transició Energètica i Econòmica són dues cares de la mateixa moneda. Per això, la crida a una transició energètica s'ha tornat omnipresent en discussions polítiques, econòmiques i socials a tot el món. Per tant, si estem veritablement compromesos amb una transició energètica, també hem d'estar disposats a fer una transformació econòmica paral·lela.

L'energia, no és només un component fonamental per encarar el canvi climàtic, sinó que també juga un paper central en la reindustrialització de catalunya. La transició cap a fonts d'energia renovable i sostenible no només redueix les emissions de carboni, sinó que també poden ser impulsores per la creació de llocs de treball i la hashtag#innovació en sectors clau de l'economia.

Sense dubte, la Innovació esdevé com a motor de la transició energètica de manera què, un dels principals reptes que cal gestionar és la necessitat de desenvolupar i adoptar noves tecnologies. Els objectius climàtics per al 2030 exigeixen solucions que encara no existeixen al mercat actual. 

Aquí és on la les empreses requereixen invertir en investigació i desenvolupament per impulsar la creació de tecnologies més eficients i sostenibles.

No obstant, el finançament públic per si sol no serà suficient per dur a terme aquesta transformació. És necessari un enfocament col·laboratiu que involucri tant actors públics com privats. La cooperació amb organitzacions financeres privades és essencial per mobilitzar els recursos necessaris i dur a terme accions massives en la transició energètica i econòmica.

El canvi climàtic, malgrat elsrepte que suposa, també presenta oportunitats per a tots els actors del sector energètic. 

La transició cap a fonts d'energia més netes i sostenibles no és només una responsabilitat ambiental, sinó també una oportunitat per a la innovació, el creixement econòmic i la creació d'ocupació.

Ramon Gallart

Turbina de gas amb hidrogen.

A Europa, s'ha provat una turbina de gas totalment alimentada per hidrogen fet que  obre el camí per reduir les emissions de carboni en les indústries intensives en consum energia.

L'hidrogen es presenta com una potencial alternativa als combustibles fòssils contaminants, principalment responsables de les emissions de gasos d'efecte hivernacle que provoquen un escalfament del planeta.

Però els reptes tècnics, els elevats costos i la manca d'infraestructures dificulten el seu desenvolupament. A més,  la quantitat d'emissions que estalvia  genera debat en funció dels mètodes de producció del H2.

La companyia energètica francesa Engie, el Centre Aeroespacial Alemany, Siemens Energy, Centrax britànic i universitats europees van formar part del consorci Hyflexpower finançat per la UE per va dur a terme la prova en una fàbrica d'envasos de paper Smurfit Kappa prop de la ciutat francesa de Llemotges.

L'experiment va utilitzar una turbina de gas Siemens Energy SGT-400, el sistema de combustió de la qual estava adaptat per a l'hidrogen de manera que va ser com un procés comparable a la substitució del carburador d'un motor de combustió interna.

Aquest fet esdevé una novetat mundial que consisteix a injectar el 100% d'hidrogen una turbina de gas per produir electricitat. El principal avantatge és poder convertir les turbines existents mitjançant modificacions senzilles.

L'hidrogen es produeix mitjançant un procés anomenat electròlisi de l'aigua i només es considera "verd" si l'electricitat utilitzada per generar l'electròlisi s'obté de fonts renovables.

L'hidrogen utilitzat en la prova va ser produït per un electrolític in-situ alimentat amb fonts d'energia renovables i emmagatzemat en un dipòsit abans d'entrar a la turbina.

La prova va demostrar que l'hidrogen pot ser una forma flexible d'emmagatzemar electricitat com les bateries, que pot permetre la ràpida descarbonització de llocs industrials intensius en energia.

La industria del ciment, de l'acer, les refineries i qualsevol indústria on "la descarbonització sigui complexa" són els principals objectius d'aquesta innovació.

A diferència del gas que s'utilitza habitualment, l'hidrogen té una flama "més ràpida" i "més calenta", la qual cosa significa que per fer  nous desenvolupmanents, és complicat com és adeqüar la capacitat de resistència dels materials, el revestiment de la cambra de combustió i els ajustaments del procés de combustió.

El següent pas serà no només produir electricitat, sinó també calor i segur que els sectors de l'aviació i el transport marítim també els sorgirà oportjnitats.

Ramon Gallart

Proteccions elèctriques digitals.

Des dels principis de les xarxes elèctriques, les companyies elèctriques han estat instal·lant  relés electromecànics directes i inderectes  per protegir els seus sistemes d'alimentació.

Quan en el 1977, Edmund O. Schweitzer III va inventar el relé digital que incorporaba un microprocessador, va arribar un canvi molt important ja què gràcies a la potencia de càlcul aquest relé podria localitzar una avaria en un radi d'un km. Això va obrir les portes per desenvolupar nous estàndards de fiabilitat, seguretat i eficiència a les xarxes elèctriques de transport i distribució.

Per desenvolupar i fabricar el seu relé, al 1982, va crear la Schweitzer Engineering Laboratories (SEL).  Actualment, fabrica centenars de productes de protecció, supervisió, control i automatizació de sistemes elèctrics en presencia a més de 165 països.

Les avaries a les xarxes elèctriques poden sorgir quan un arbre o un vehicle impacta amb una línia elèctrica, un operador de xarxa comet un error o un equip falla. Això provoca una deriva del corrent a algunes parts del circuit, fent que el cami que ha de recorrer aquest corrent sigui  diferent respecte la xarxa elèctrica.

Si no hi ha un sistema de protecció adequat, l'avaria pot acabar essent més greu amb un major impacte en els danys i el temps d'afectació.

Tanmateix, una sobreintensitat no és l'únic dany que es pot produir. Aquestes fallades també poden afectar a les tensions, la freqüència i la direcció del corrent.

Una bona protecció hauria d'aïllar ràpidament la falla de la resta de la xarxa, limitant així els danys in-situ i evitar que l'avaria s'estengui a la resta del sistema. Per fer-ho, cal instal·lar dispositius de protecció. 

La majoria d'invencions adquirexen una tecnologia de manera que es combina amb una altra per fer coses noves. Llavors, quan es van crear els microprocessadors, no es pensava amb aquestes aplicacions.

Una data rellevant va ser quan en el 1968, es va introduïr en el processament del senyal, l'anàlisi del senyal i l'ús de tècniques digitals.

Les oportunitats que s'han generant en el camp de l'electroncia digital, han permés que avui en dia existeixin sistemes de preotecció que permenten detectar el temps entre les ones que viatgen a la velocitat de la llum per fer possible detectar i localitzar ràpidament les avaries de les línies elèctriques de transport i distriubució.

El relé decideix si actua sobre un circuit elèctric o realitza altres accions en un temps comprés entre 1 o 2 mil·lisegons. Com a comparativa, versions anteriors de protecció, necessiten de l'ordre de 16 ms en que cal afegir el retard en que un interruptor d'alta tenisó  tingra en actuar (entre 30 a 40 ms).

Aquest requeriment de respota ràpida impacta en una major estabilitat de la tensió, fase i freqüència dels parametres elèctrics.

Per cada mil·lisegon que es redueix en aïllar una falta, els límits d'estabilitat del sistema de transport augmenten en 15 MW.

Avui en dia s'està estudinat en esquemes de protecció que apliquen el concepte de paquets d'energia els quals, es basen en messurar l'intercanvi d'energia.

Els paquets d'energia mesuren amb precisió la transferència d'energia, independentment de la freqüència o la fase, i s'actualitzen a una velocitat fixa amb una referència de temps comú cada mil·lisegon.

Els paquets d'energia en el domini del temps, ofereixen una oportunitat per accelerar els sistemes de control i mesurar amb precisió l'energia, cosa que planteja nous mètodes respecte als tradicionals basats en el càlcul del domini de freqüència.

No pot quedar a banda la millora de la fiabilitat a les xarxes de les infraestructures crítiques millorant la ciberseguretat, la localització de la falla i l'eficiència. 

Ramon Gallart