La Transició Energètica

Entre l'ambició climàtica i els límits de la realitat tecnològica.

La lluita contra el canvi climàtic ha deixat de ser una opció política per esdevenir-se en una necessitat socio-econòmica i tecnològica. La neutralitat climàtica que la Unió Europea s'ha fixat per al 2050, així com els compromisos adquirits en l'Acord de París, obliguen a transformar profundament la manera com produïm, distribuïm i consumim l'energia.

Des del meu punt de vista, aquesta transformació no consisteix únicament a substituir els combustibles fòssils per fonts renovables. És un repte molt més complex que exigeix redissenyar tot el sistema energètic, desenvolupant noves tecnologies, optimitzant les existents i, sobretot, entenent les interdependències entre sectors que fins ara han evolucionat de manera separada.

Per aquest motiu considero imprescindible potenciar la modelització matemàtica dels sistemes energètics. Les eines de simulació permeten anticipar escenaris futurs, analitzar costos, emissions, disponibilitat de recursos i comportament de les infraestructures abans de prendre decisions d'inversió que sovint comprometen dècades de desenvolupament. L'any 2024 les energies renovables ja van generar 9.836 TWh d'electricitat, equivalent al 31,7 % de tota la producció elèctrica mundial. Tot i aquest progrés, encara el 68,3 % de l'electricitat global continua depenent dels combustibles fòssils, l'energia nuclear i altres fonts no renovables. Aquestes xifres evidencien que la transició energètica avança, però encara està lluny de completar-se

Els sistemes energètics actuals evolucionen a gran velocitat. Cada any apareixen noves tecnologies, nous materials, nous mecanismes de mercat i nous objectius ambientals. Aquesta evolució obliga investigadors, governs i empreses a treballar amb informació actualitzada i models capaços d'integrar múltiples variables.

Les darreres dades d'IRENA mostren que la transició energètica està avançant a un ritme sense precedents. A finals de 2025, la capacitat mundial d'energia renovable va assolir els 5.155 GW, és a dir, el 49,5 % de tota la capacitat elèctrica instal·lada del planeta. Tanmateix, encara resten més de 6 TW addicionals per assolir l'objectiu mundial de superar els 11 TW de renovables l'any 2030, acordat durant la COP28.s. Aquest canvi d'escala implica també una necessitat sense precedents d'eines que ajudin a decidir on invertir, quines tecnologies prioritzar i com integrar-les de manera eficient. En aquest context, la modelització matemàtica no és una disciplina acadèmica allunyada de la realitat; és una eina estratègica imprescindible per accelerar la transició energètica tant als països desenvolupats com a les economies emergents.

Una dada especialment significativa és que les energies solar i eòlica ja representen conjuntament el 14,9 % de tota l'electricitat mundial i gairebé el 47 % de tota l'electricitat renovable generada. La producció solar va créixer un espectacular 28,6 % només durant el 2024, consolidant-se com la tecnologia energètica amb el creixement més ràpid dels darrers anys. No obstant, una de les tecnologies que més expectatives genera és la producció d'hidrogen mitjançant electròlisi de l'aigua. L'hidrogen verd té el potencial de descarbonitzar sectors on l'electrificació directa és molt difícil, com ara la indústria pesada, la siderúrgia, el transport marítim o l'aviació. No obstant això, crec que sovint se'n parla com si fos una solució immediata, quan encara presenta importants limitacions.

La primera és energètica. Produir un quilogram d'hidrogen mitjançant electròlisi requereix aproximadament entre 50 i 55 kWh d'electricitat, depenent del rendiment dels electrolitzadors. Si aquesta electricitat no prové exclusivament de fonts renovables, el balanç ambiental de l'hidrogen deixa de ser realment sostenible. Precisament aquest creixement de l'energia solar i eòlica és el que pot facilitar, en els pròxims anys, una producció d'hidrogen verd més competitiva. Tanmateix, aquesta oportunitat també incrementarà la pressió sobre les xarxes elèctriques, els sistemes d'emmagatzematge i les cadenes de subministrament dels materials crítics necessaris per fabricar tant electrolitzadors com instal·lacions renovables

La segona limitació és material. Els electrolitzadors més eficients, especialment els de membrana d'intercanvi protònic (PEM), utilitzen metalls molt escassos com l'iridi o el platí. L'Agència Internacional de l'Energia advertia que assolir els objectius mundials de producció d'hidrogen podria multiplicar diverses vegades la demanda d'aquests materials crítics, fent necessari ampliar considerablement les cadenes globals de subministrament. Aquesta dependència de recursos limitats constitueix, al meu entendre, un dels grans colls d'ampolla de la transició energètica. 

L'aviació és, probablement, un dels sectors més difícils de descarbonitzar. Els avions necessiten combustibles amb una densitat energètica molt elevada i, alhora, un pes reduït. Aquesta combinació continua sent difícil d'aconseguir amb les tecnologies disponibles.

Actualment, els combustibles sostenibles d'aviació (SAF), obtinguts a partir de biomassa, residus orgànics o combustibles sintètics, representen la via més immediata per reduir emissions. Tanmateix, la seva producció encara és molt limitada. Segons la IEA, els SAF representaven menys del 0,5 % del consum mundial de combustible d'aviació l'any 2024, una proporció encara molt lluny dels objectius necessaris per assolir la neutralitat climàtica.

L'electrificació directa dels avions tampoc sembla, avui per avui, una alternativa viable per als vols comercials de llarga distància. Les bateries actuals tenen una densitat energètica aproximadament quaranta vegades inferior a la del querosè, fet que incrementaria enormement el pes de les aeronaus i reduiria de manera significativa la seva autonomia.

En aquest context, l'hidrogen apareix com una alternativa prometedora perquè presenta una densitat energètica per unitat de massa molt elevada, aproximadament 120 MJ/kg, gairebé tres vegades superior a la del querosè. Tanmateix, aquesta dada només explica una part de la realitat.

La seva densitat energètica per unitat de volum és molt inferior, fet que obliga a emmagatzemar-lo liquat a −253 °C o bé comprimit a molt alta pressió. Ambdues opcions exigeixen dipòsits més grans, sistemes criogènics complexos i un increment considerable del pes estructural dels avions. Tot això condiciona el seu ús en l'aviació comercial i demostra que encara queda un llarg camí de desenvolupament tecnològic abans que aquesta opció sigui plenament viable.

A més dels reptes tècnics, cal considerar els efectes que tindria una expansió massiva de l'hidrogen sobre el conjunt del sistema energètic. Si la demanda d'hidrogen augmenta per alimentar la indústria, el transport marítim i l'aviació, també haurà d'augmentar enormement la producció d'electricitat renovable.

Cal recordar que qualsevol expansió de l'hidrogen en l'aviació competirà amb altres sectors industrials que també necessiten aquest vector energètic, com la siderúrgia, la indústria química, la producció d'amoníac o el transport marítim. Això obliga a prioritzar els usos de l'hidrogen allà on realment no existeixen alternatives més eficients basades en l'electrificació directa.

L'Agència Internacional de l'Energia estima que els escenaris compatibles amb la neutralitat climàtica requeriran duplicar o fins i tot triplicar la capacitat mundial d'energies renovables abans del 2035, alhora que serà necessari reforçar les xarxes elèctriques, ampliar els sistemes d'emmagatzematge i construir noves infraestructures per al transport i la distribució d'hidrogen.

És precisament aquesta visió sistèmica la que considero imprescindible. No podem analitzar una tecnologia de manera aïllada, perquè qualsevol innovació condiciona el funcionament de la resta del sistema energètic. Les decisions que prenem avui en matèria d'inversió, recerca o regulació determinaran durant dècades la competitivitat de les nostres economies i la capacitat real d'assolir els objectius climàtics.

Personalment, crec que la transició energètica no consisteix a trobar una tecnologia miraculosa que substitueixi els combustibles fòssils. La realitat és molt més complexa. Necessitarem una combinació d'energies renovables, electrificació, hidrogen, combustibles sostenibles, digitalització, intel·ligència artificial, captura de carboni i una gestió molt més eficient dels recursos disponibles.

Cal no perdre de vista que el principal repte ja no és únicament instal·lar més capacitat renovable. Segons IRENA, durant el 2025 es van incorporar 693 GW de nova capacitat renovable, la xifra més elevada de la història. No obstant això, aquest esforç continua sent insuficient per assolir els objectius climàtics. A més, el mateix any també es va registrar un fort increment de noves centrals no renovables, impulsades principalment per la incorporació de 83 GW de carbó a la Xina. Aquesta realitat demostra que la transició energètica no és lineal i que conviuen avenços molt importants amb decisions que continuen reforçant el model energètic tradicional.

Personalment, crec que la transició energètica no consisteix a substituir una tecnologia per una altra, sinó a redissenyar completament el sistema energètic arreu del món. Les dades publicades per IRENA mostren un progrés extraordinari de les energies renovables, especialment de la solar i l'eòlica, però també evidencien que encara no avancem al ritme necessari per limitar l'escalfament global.

Per això considero que la innovació tecnològica haurà d'anar acompanyada d'una planificació basada en models matemàtics, intel·ligència artificial i eines avançades d'anàlisi de dades. Només així podrem optimitzar la integració de tecnologies com l'hidrogen verd, els combustibles sostenibles per a l'aviació, les xarxes intel·ligents o els sistemes d'emmagatzematge. La descarbonització no és únicament un repte científic o industrial; és també un exercici de planificació estratègica que determinarà la competitivitat econòmica i la sostenibilitat del nostre futur.

Ramon Gallart

El nou Marc Regulador dels Sistemes Elèctrics Insulars

La proposta de modificació del Reial decret 738/2015, presentada pel Ministeri per a la Transició Ecològica i el Repte Demogràfic (MITECO), representa probablement un dels canvis regulatoris més importants dels darrers anys per als sistemes elèctrics no peninsulars.

I per què? Perquè per primera vegada, l'emmagatzematge energètic deixa de ser un element complementari per convertir-se en un actor actiu del mercat elèctric, competint directament amb la generació convencional en el despatx d'energia de Canàries, Illes Balears, Ceuta i Melilla.

No és només una modificació tècnica del marc regulador. És un canvi de paradigma que pot redefinir les decisions d'inversió en renovables, sistemes d'emmagatzematge i infraestructures de flexibilitat durant la propera dècada.

Els sistemes elèctrics insulars presenten unes característiques molt diferents de les del sistema peninsular. La seva naturalesa aïllada ha obligat històricament a mantenir una elevada dependència de centrals alimentades amb combustibles fòssils per garantir la seguretat del subministrament. Aquesta situació ha limitat la penetració de les energies renovables, ha incrementat els costos de generació i ha mantingut unes emissions de CO₂ molt superiors a les que avui registra el sistema elèctric peninsular.

La reforma plantejada pel MITECO afronta precisament aquesta limitació estructural incorporant les bateries com un nou recurs de flexibilitat del sistema. DLa novetat més rellevant és que una instal·lació d'emmagatzematge podrà ser seleccionada en el despatx quan el seu cost sigui inferior al d'una central convencional. Per primera vegada, les bateries competiran econòmicament amb la generació fòssil i podran substituir-la quan siguin més eficients.

Aquest canvi transforma completament la manera d'entendre les inversions en emmagatzematge. Fins ara, molts projectes depenien en gran mesura de subvencions o de models híbrids amb una rendibilitat limitada. Amb aquest nou marc apareixen fonts d'ingressos molt més sòlides derivades de l'arbitratge energètic, la prestació de serveis de flexibilitat, la reducció de restriccions tècniques, la substitució directa de generació convencional i la millora del valor econòmic de les instal·lacions renovables.

En realitat, aquest és el model cap al qual Europa s'ha anat orientant durant els darrers anys. La transició energètica ja no consisteix únicament a instal·lar més potència renovable, sinó a gestionar de forma intel·ligent una producció cada vegada més variable. El repte deixa de ser generar més energia i passa a ser gestionar-la millor.

Durant molts anys el sistema elèctric es va construir sota una premissa molt simple: quan augmentava la demanda s'engegaven més centrals de producció. Amb una elevada penetració de l'energia solar i eòlica aquesta lògica deixa de ser suficient. El sistema necessita flexibilitat per adaptar-se contínuament als canvis de producció i consum. Aquesta flexibilitat serà el nou "combustible" del sistema elèctric.

L'experiència acumulada en nombrosos projectes europeus d'innovació demostra que les bateries, la resposta de la demanda, els vehicles elèctrics, la digitalització i els nous mercats locals de flexibilitat poden assumir bona part de les funcions que tradicionalment desenvolupaven les centrals convencionals. La proposta del MITECO representa precisament aquest pas endavant.

La reforma incorpora igualment un canvi molt rellevant per a la rendibilitat de les energies renovables als sistemes no peninsulars. El model actual vinculava la remuneració de les instal·lacions renovables als preus del mercat peninsular, fins i tot quan aquests registraven valors nuls o negatius. Aquest mecanisme reduïa artificialment els ingressos dels productors insulars i generava una incertesa reguladora que dificultava noves inversions.

La nova proposta pretén corregir aquesta situació, millorant els senyals econòmics que reben els projectes renovables i reduint el risc associat als ingressos futurs. Des d'una perspectiva financera, això incrementa la bancabilitat dels projectes, facilita l'accés al finançament i augmenta l'atractiu per als inversors institucionals.

Tanmateix, seria un error pensar que aquesta transformació dependrà únicament de les bateries. Sense digitalització, sense sistemes avançats de control, sense intel·ligència artificial, sense predicció de demanda, sense interoperabilitat i sense xarxes intel·ligents, l'emmagatzematge només podrà desplegar una part del seu potencial.

Precisament aquest és el camí que estan recorrent les principals iniciatives europees de recerca i innovació. La digitalització de les xarxes de distribució serà tan important com la instal·lació de nova capacitat renovable. La flexibilitat només podrà convertir-se en un actiu econòmic si els operadors disposen de les eines digitals necessàries per gestionar-la en temps real.

Espanya es troba avui en una posició privilegiada. Disposa d'un dels millors recursos renovables d'Europa, d'una indústria cada vegada més especialitzada en electrònica de potència, d'empreses referents en xarxes intel·ligents i d'un ecosistema d'innovació capaç de liderar aquesta transformació.

Si l'evolució reguladora continua avançant cap a mercats on la flexibilitat sigui adequadament valorada, Espanya no només podrà incrementar la seva producció renovable, sinó també convertir-se en un referent europeu en tecnologies d'emmagatzematge, digitalització i nous serveis energètics.

La modificació del RD 738/2015 és molt més que una actualització normativa. Representa el reconeixement que el sistema elèctric del futur es basarà menys en la generació convencional i molt més en la gestió intel·ligent de la flexibilitat. Les bateries deixen de ser un simple complement de les energies renovables per convertir-se en una infraestructura estratègica del sistema.

Per als inversors significa nous models de negoci. Per als operadors de xarxa, noves eines per garantir l'estabilitat del sistema. Per als consumidors, una electricitat més sostenible i competitiva. I per als territoris insulars, pot representar finalment l'oportunitat de reduir de manera significativa la dependència dels combustibles fòssils i accelerar una transició energètica que fins ara havia avançat més lentament que a la península.

Ramon Gallart

El Molí que va Canviar el Món

Un petit aerogenerador construït per estudiants i professors de la Universitat de Massachusetts va demostrar fa cinquanta anys que l’energia eòlica podia ser una alternativa real als combustibles fòssils i va posar les bases de la indústria moderna del vent.

Avui, voldria comparttir una mica d'història. Fa cinquanta anys, en un turó de la Universitat de Massachusetts Amherst, un petit grup d’estudiants i professors van començar una iniciativa que acabaria transformant el panorama energètic mundial. El projecte consistia en la construcció d’un aerogenerador experimental de només 25 kW, una potència ridícula comparada amb les turbines actuals, però suficient per demostrar que el vent podia convertir-se en una font fiable d’energia. Aquella màquina, coneguda com a Wind Furnace, no només escalfava una casa durant els freds hiverns de Nova Anglaterra, sinó que també va contribuir a encendre la revolució de l’energia eòlica moderna.

L’origen d’aquesta història també era motivada per la plena crisi energètica dels anys setanta. L’augment dels preus del petroli i la dependència energètica dels Estats Units van impulsar la recerca d’alternatives. En aquest context va destacar la figura de William Heronemus, professor d’enginyeria a la Universitat de Massachusetts i antic capità de la Marina nord-americana. Heronemus estava convençut que el vent podia proporcionar una part significativa de l’electricitat necessària per al país i defensava aquesta idea en una època en què la majoria d’experts la consideraven poc realista.

La seva visió anava molt més enllà dels projectes modestos. Ja a principis dels anys setanta proposava la instal·lació de milers d’aerogeneradors a les Grans Planes nord-americanes i imaginava enormes parcs eòlics flotants davant de la costa de Nova Anglaterra. També preveia la combinació de l’energia eòlica amb la producció d’hidrogen per emmagatzemar energia i garantir el subministrament quan no bufés el vent. Moltes d’aquestes idees semblaven futuristes, però avui formen part dels debats i projectes més avançats del sector energètic.

Heronemus també es va convertir en un dels crítics més contundents de l’energia nuclear. Basant-se en la seva experiència en submarins nuclears, argumentava que mantenir els estàndards de seguretat necessaris feia que aquesta tecnologia fos cada vegada més cara. Considerava que els riscos associats als reactors i als residus radioactius no estaven justificats quan existien recursos renovables abundants com el vent i el sol. Aquesta postura el va enfrontar amb empreses elèctriques, organismes governamentals i part de la comunitat científica, però també va contribuir a obrir un debat públic sobre les alternatives energètiques.

La demostració pràctica de les seves idees va arribar amb el Wind Furnace. L’equip responsable va construir l’aerogenerador amb recursos limitats i molta creativitat. Algunes de les peces provenien d’un eix posterior d’un camió Ford, mentre que altres components van ser fabricats artesanalment. La turbina alimentava un habitatge experimental situat al costat mateix de la instal·lació. El resultat va superar totes les expectatives: la producció de calor era tan elevada que, en alguns moments de l’hivern, calia obrir portes i finestres per evitar un excés de temperatura dins la casa.

Més enllà de l’èxit immediat, el projecte va demostrar conceptes tècnics que acabarien convertint-se en estàndards de la indústria. Entre ells destacava la capacitat de variar l’angle de les pales segons la força del vent, una tecnologia que permetia optimitzar la producció energètica i protegir la màquina en situacions extremes. Aquesta característica, avui present en la majoria dels aerogeneradors moderns, va contribuir a millorar-ne enormement l’eficiència.

El Wind Furnace també va ser una escola excepcional per a una generació d’enginyers. Molts dels estudiants que van participar en el projecte van fundar empreses, van desenvolupar noves tecnologies o van ocupar llocs destacats en centres de recerca. Alguns van impulsar les primeres granges eòliques connectades a la xarxa elèctrica, mentre que altres van contribuir al desenvolupament de la indústria a Califòrnia durant els anys vuitanta, un període conegut com la “gran febre eòlica de Califòrnia”.

Aquell creixement inicial no va estar exempt de dificultats. La disminució dels preus de l’energia convencional i la desaparició de determinats incentius van provocar la fallida de moltes empreses pioneres. Tot i això, l’experiència acumulada va permetre perfeccionar els dissenys i establir les bases de la indústria actual. Els enginyers formats a Massachusetts van continuar treballant en laboratoris nacionals i centres de recerca, on van contribuir a millorar la fiabilitat i el rendiment dels aerogeneradors.

Mig segle després, l’energia eòlica és una de les tecnologies renovables de més ràpid creixement al món. La producció global d’electricitat a partir del vent s’ha multiplicat diverses vegades durant la darrera

Ramon Gallart