Nueva era para la distribución de energia eléctrica.

En el horizonte de la distribución de energía eléctrica ya tenemos aquí cambios transformadores que prometen redefinir la cadena de valor energética.

La introducción de nuevos activos en la red eléctrica y la forma innovadora de aprovecharlos están destinados a situar a los distribuidores en el epicentro de esta revolución, posicionándolos como actores neutrales que no alteran el mercado, sino que se erigen como facilitadores clave de la electrificación para un mundo sostenible.

Estos nuevos activos se basan en tecnologías avanzadas, desde sistemas de almacenamiento de energía hasta la integración inteligente de fuentes renovables y la implementación de redes de distribución inteligentes.

La capacidad de gestionar eficientemente estos recursos diversificados se convierte en un activo estratégico para los distribuidores de energía, ya que les permite adaptarse a la creciente complejidad de la red eléctrica.

El enfoque hacia la neutralidad en el mercado energético se destaca como una característica distintiva de estos distribuidores. Actúan como intermediarios imparciales, facilitando la integración de productores de energía y consumidores finales de una manera equitativa y eficiente.

Al desempeñar este papel neutral, los distribuidores se convierten en catalizadores para la transición hacia un sistema más equitativo y sostenible.

Además, los distribuidores no solo suministran electricidad, sino que también se posicionan como facilitadores de la electrificación en su conjunto y colaboran para impulsar la adopción de tecnologías más limpias y eficientes.

Su enfoque no solo debe estar en la entrega de energía de calidad, sino en el empoderamiento de la sociedad para abrazar un estilo de vida más sostenible.

En este escenario, la electrificación ya no es simplemente un proceso técnico; se convierte en una fuerza para la construcción de un mundo sostenible.

Los distribuidores de energía desempeñan un papel crucial al desbloquear el potencial de estos nuevos activos como los que ofrece energy in the Cloud, fomentando una transición energética que prioriza la sostenibilidad, la equidad y la eficiencia.

La próxima era de la distribución de energía eléctrica ya está entre nosotros y se caracteriza por la inclusión de nuevos activos y la transformación de los distribuidores en actores neutrales y facilitadores de la electrificación sostenible.

Este cambio no solo redefine la cadena de valor energética, sino que también allana el camino hacia un futuro donde la energía se distribuye de manera equitativa y se utiliza de manera sostenible para el beneficio de la sociedad y el medio ambiente.

Ramon Gallart. 

Com l'electricitat va superar al vapor.

No va ser per casualitat que a finals de la dècada de 1880, el negoci de l'electrificació esdevingés en una batalla comercial entre les empreses d'Edison i George Westinghouse pel control d'un mercat basat en l'electricitat.

Edison es va dedicar a desenvolupar sistemes de corrent continu que poguessin distribuir el corrent elèctric de manera eficient a baixes tensions i a curtes distàncies. Per això, Edison havia construït la seva primera central elèctrica de corrent continu a Pearl Street a Nova York el 1882. Però, els inversors europeus donaven suport als sistemes de corrent altern de Tesla;  Deptford de Ferranti, i Westinghouse, aviat també va apostar pel corrent altern als Estats Units. 

Edison va passar a l'ofensiva, dient que corrent altern, funcionaria a voltatges molt més alts que el corrent continu i això permetria la seva distribució a distàncies més llarges, però és una "corrent que mata".  Tot i la lluita d'Edison a començaments de la dècada de 1890, la corrent alterna anava a més ja que oferia economies d'escala i es podia distrubuïr a distàncies molt més llarges respecte el corrent continu. 

La victòria entre els sistemes elèctricts de corrent continu vs corrent altern de Westinghouse,  va arribar quan se li va adjudicar el contracte per generar i distribuir electricitat des de les cascades del Niàgara. L'any 1876, quan William Siemens va visitar Amèrica va preguntar-se que els salts d'aigua del Niagra podrien generar molta potencia  gràcies a moltes dinamos. El físic William Thomson també va pensar que el Niàgara podria ser una font molt important d'energia elèctrica. De fet, a principis de la dècada de 1890, els plans es van dur a terme. La Cataract Construction Company va contractar a Westinghouse per fer deu dinamos, cadascuna capaç de generar 5.000 cavalls força. George Forbes, l'enginyer consultor del projecte va presumir que a Niàgara la gent podia veure un món completament nou. Això, realment semblava per a molts el final del carbó ja que podria distribuir-se a distancies llarges i ser  més econòmic que el vapor.

Un dels factors clau de l'èxit de Westinghouse va ser la compra de la patent de Nikola Tesla el 1888 per al seu revolucionari motor polifàsic que funcionava amb corrent alterna. Aquest era la part que mancava en els plans de Westinghouse, ja que la majoria dels motors funcionaven amb corrent continu i eren complicats de gestionar. El 1888, Tesla va arribar a Amèrica, després d'haver-ho fet el 1884 per treballar per a Edison, però aviat va adonar-se que  podia establir-se pel seu compte. Tesla era un entusiasta de gantàtics somnis elèctrics. La seva reputació va venir de l'èxit del seu motor polifàsic. A principis de la dècada de 1890, Tesla era l'home elèctric del moment. En realitat, no tenia gaire a veure amb els grans plans del Niàgara, però això no va impedir que els diaris el descriguessin com el geni visionari. 

La gran ambició de Tesla era desenvolupar un sistema que pogués enviar grans quantitats d'energia elèctrica polsant a través de l'èter, suficient per alimentar fàbriques i il·luminar ciutats senceres.  Tesla va passar gran part de la dècada de 1890 en una recerca desesperada amb molts diners per ajudar a fer realitat la seva ambició. Es va acostar a John Jacob Astor però no el va acceptar. Finalment va persuadir JP Morgan que li avancés 150.000 US$. Amb això, Tesla va comprar un terreny a Wardenclyffe, a un 100 km de Nova York, on va començar a construir l'aparell que li permetria fer realitat els seus somnis. Al seu centre hi havia una torre de 60 m d'alçada amb una semiesfera metàl·lica de 55 tones a la cúpula. La torre havia d'enviar l'electricitat generada per una dinamo de 350 cavalls de força que viatjaria per l'aire, on podria ser recuperada per qualsevol que disposes dels adequats aparells. 

Wardenclyffe va quedar en no-res. Depenia del desenvolupament de noves maneres de saber i de fer. Calia l'explotació sistemàtica dels recursos naturals necessaris per fer funcionar l'electricitat de manera eficient i econòmica. El futur elèctric depenia del coure. Comitès de científics i enginyers, van treballar per establir els estàndards elèctrics que sustentaven tot això. També era una qüestió de comerç, i els empresaris elèctrics van reconèixer que els estàndards científics i comercials havien de sumar el mateix. 

Tal com va dir William Thomson, que era molt conscient de les perspectives de guanyar diners gràcies al futur elèctric: "Quan l'electroticitat, la llum elèctrica, etc., esdevinguin comercials, potser podem comprar un microfarad o un megafarad d'electricitat... si hi ha un nom que se li dóna. millor que se li doni a una quantitat real que es pugui comprar". 

Lluny dels somnis elèctrics de Tesla, l'electrificació a Europa i Amèrica avançava ràpidament. A finals del segle XIX, fins i tot ciutats relativament petites invertien en electricitat i, l'electricitat domèstica ja no era exclusiu dels rics.  Ara, la gent podia comprar quantitats d'electricitat, lliurades a les seves cases mitjançant cables, de la mateixa manera que el gas es lliurava a través de canonades. A Londres, com a altres ciutats, les empreses subministradores d'electricitat competien ferotgement entre elles per subministrar electricitat per a ús domèstic i industrial. 

Les exposicions internacionals cada cop estaven més dominades per la maquinària elèctrica. El primer tramvia elèctric va ser presentat el 1882 per Radcliffe Ward a la North Metropolitan Tramways Company a Leytonstone. Va fer un viatge per Union Road "per a la sorpresa dels habitants que, per primera vegada a la seva vida, van veure un tramvia ple de gent que viatjava a una velocitat de set o vuit milles per hora sense cap força motriu visible". 

Només un parell d'anys més tard, Thomas Parker circulava amb un cotxe elèctric, alimentat amb el mateix tipus de bateria que Ward utilitzava per fer funcionar els seus tramvies. Hi havia molta tecnologia elèctrica per especular sobre quin podria ser l'avenç. Quan es va descobrir la radioactivitat, es va especular que podria convertir-se en una font de  molta potencia. El febrer de 1896, el físic francès Henri Becquerel havia anunciat a l'Acadèmia Francesa de les Ciències que semblava que hi havia raigs estranys i misteriosos emesos per sals d'urani. 

Uns anys més tard, Marie i Pierre Curie van identificar dos nous elements, els van anomenar poloni i radi, que semblaven ser fonts especialment fortes d'aquests raigs. Aviat es va fer evident que aquests estranys raigs venien de l'interior dels àtoms. 

La realitat de la potencia al final de l'època victoriana va romandre impulsada pel vapor. Pot ser que sorgeixin vaixells elèctrics, cotxes, trens i tramvies, però la majoria de la gent encara viatjava gràcies al vapor. De fet, va ser el carbó i el vapor els que feien funcionar les dinamos que generaven l'electricitat per il·luminar els carrers i les cases de la ciutat. La tecnologia de vapor potser no va disparar la imaginació de la manera que ho va fer l'electricitat, però va ser la tecnologia va funcionar.

A finals del segle XIX, les màquines de vapor eren maravelles tecnològiques molt sofisticades i dissenyades amb precisió. Van ser el producte de l'experiència científica i la pràctica acumulada durant dècades. De fet, eren potents exemples de l'impacte transformador de la tecnologia. Es van crear i van ajudar a mantenir una cultura basada en l'experiència tecnològica. Malgrat la seva ubiqüitat, les màquines de vapor s'assemblaven cada cop menys a la tecnologia del futur. Ningú pensava que els victorians arribarien a la Lluna amb màquienes de vapor. L'electricitat va ser triada com el combustible del futur. De fetm va ser la que va alimentar les exploracions submarines del capità Nemo, la que va impulsar els aventurers de John Jacob Astor cap a Júpiter i més enllà. Gràcies a l'electricitat, un autor de ficció va imaginar Thomas Edison conduint una flota de naus espacials a Mart per venjar-se de la invasió marciana de la Terra.

Reseum fet per Ramon Gallart del text COM ELS VICTORIANS ENS VAN A PORTAR A LA LLUNA, escrit pel doctor Iwan Rhys Morus i publicat per Pegasus Books.

Nadal amb una perspectiva sostenible

Un anys més i com és de costum,  les llums de Nadal adornen els carrers i les nostres llars per mostrar que ens envolta l'esperit festiu.

No obstant això, és un moment per reflexionar sobre les celebracions nadalenques, l'eficiència energètica i la complexa dinàmica geopolítica a Europa. Per tant pot ser un bon moment per incloure accions i prendre decisions sostenibles donat l'actual context geopolític.

Nadal és sinònim de llums radiants i elaborades guarnicions que crean un ambient màgic. Tanmateix, no es pot passar per alt l'impacte ambiental d'aquesta esplendor festiva. Enguany. Adoptar pràctiques sostenibles durant les il·luminació nadalenca s'alinea amb un compromís més ampli amb la responsabilitat mediambiental.

Enmig de l'alegria de fer regals i rebre'ls cal  pensar en la petjada que deixem en base a les nostres eleccions. Els regals sostenibles, com ara electrodomèstics eficients energèticament, aparells que funcionen amb energia solar o experiències que promouen una vida més responsable i ecològica, ben segur contribuieixen a un estil de vida més sostenible. Si podem integrar l'eficiència energètica a les nostres seleccions de regals, no només celebrem l'esperit del Nadal, sinó que també plantem les llavors per a un futur més sostenible.

Per altre bandanda, és imprescindible reconèixer les complexitats geopolítiques que configuren Europa. La seguretat energètica s'ha convertit en un aspecte fonamental en els diferents àmbits que generen debats  geopolítics, per exemple: debats sobre gasoductes, inversions en energies renovables i preocupacions sobre la dependència de certes fonts d'energia. Entendre el panorama geopolític ens permet apreciar les nostres implicacions energètiques amb la finalitat de poder fomentar un sentit de responsabilitat per obtenir estabilitat sense perdre confort a cap nivell ni activitat social.

Aquest 2023, també ha tingut en el dia a dia dels països de la UE, les preocupacions sobre la seguretat energètica. No obstant això, és una realitat que cada cop te un major consens sobre la necessitat d'una transició cap a les fonts d'energia renovables. Aquest díes són un moment per contriobuïr cap aquesta transició adoptant petits gestos com apostar i adoptar solucions d'energia renovable, donar suport a polítiques d'energia neta i defensar pràctiques sostenibles. Si anem alineant les nostres celebracions festives amb un compromís amb les energies renovables, participem activament en el moviment més ampli cap a una Europa més resilient i conscient del medi ambient.

Per tant, quan ens reunim per celebrar la calidesa i l'alegria del Nadal, abracem també un sentit de responsabilitat envers el nostre planeta i les realitats geopolítiques que configuren el nostre món. Incorporant l'eficiència energètica a les nostres tradicions festives i mantenint-nos conscients de l'ampli panorama energètic, que comença a les nostres llars i impacta arreu d'Europa, podem garantir que les nostres celebracions contribueixin positivament a un futur sostenible i resilient. El Nadal, juntament amb un compromís amb l'eficiència energètica, es converteix en un far d'esperança per a un demà més brillant i verd.

Bon Nadal!

Ramon Gallart.

Bateries químiques vs piles de combustible d'H2.

El canvi climàtic és un dels grans reptes que cal resoldre a causa de la necessitat de l'energia que no para de crèixer i encara avui, es basa amb els combustibles fòssils. Tot i que manca molt camí per recórrer perquè els vehicles elèctrics tingui una presència majoritària del mercat global de l'automoció moguts gràces a les bateries d'ions de liti.

El desplegament massiu dels cotxes elèctrics requereix de l'ajuda de les administracions coordinat conjutament amb un desenvolupament de tecnologia d'emmagatzematge d'energia d'alt rendiment i baix cost. Aquest tipus de tecnologia inclou les bateries i altres dispositius electroquímics. Les preocupacions sobre la capacitat de la bateria i l'autonomia esdevenen com un repte tecnològic orientat a millorar l'eficiència energètica. El mateix raonament es pot aplicar als automòbils i autobusos elèctrics. Tanmateix, el mètode d'avaluació es fa més difícil perquè l'eficiència dels motors dels vehicles elèctrics (EV) depèn del perfil de càrrega i dels límits del sistema.

No es descartable que les piles de combustible d'hidrogen tinguin sentit i s'apliquin el trasport pesat com podrien ser els camions de llarg recorregut. La pila d'hidrògen permetrà a aqeust tipus de transpor pessat  gaudir d'autonomies més llargues. A més,  la construcció d'infraestructures seria relativament més fàcil si s'utilitzessin piles de combustible d'hidrogen. 

La indústria de l'hidrogen està visquent un moment potser massa optimista que pot acabar amb una possible descepció posterior. Malgrat això, hi ha cada cop més evidències que fan pensar que aquestes tecnologies seran una realitat per a la descarbonització total dels sistemes energètics globals donat que, el desenvolupament en el seu cost i rendiment mostren que tenen el potencial de ser econòmicament viables. 

Llavors, quin és el potencial paper que podria tenir l'hidrogen per el subministrament d'electricitat, calor, indústria, transport i emmagatzematge d'energia en un sistema energètic baix en carboni?

Hi han aplicacions consolidades basades en l'hidrogen com per exemple, automòbils que funcionen amb hidrogen els quals, es poden comprar a diversos països. També ha han sistemes de calefacció domèstics amb pila de combustible i comencen a haver prodcutes per fer electricitat a la llar amb l'hidrògen.

Es tracta d'un canvi disruptiu respecte la situació que imperava fa només cinc anys. Tot i així, encara manca camí per reòrrer abans que realment l'hidrogen es pugui considerar competitiu pel que fa al seu cost i rendiment. D'altra banda, aquesta competitivitat a mitjà termini no sembla ser tan improbable com abans, fet que plenament explica el creixent interès per aquestes tecnologies així com el suport legislatiu que estan rebent.

Vehicles elèctrics utilitzen com a font primaria les bateries d'ions de liti. Aquestes bateries, han demostrat ser una font fiable tenint en compte la seva viabilitat econòmica amb el seu cost de producció, pes i densitat d'energia. Aquestes bateries estan contstituides per un ànode, un càtode i un electròlit. Durant la càrrega, els ions de liti són alliberats pel càtode i arriben a l'ànode. Durant la descàrrega, l'electrònica flueix de l'ànode al càtode a través de la càrrega. Normalment, la densitat d'energia  varia entre 260 i 270 Wh/kg.

Els VE tenen les pèrdues associades a la conversió d'energia al carregador del propi vehícle o als punts de recarrega (PdR). Per tant, l'eficiència que va des de la generació d'energia fins al vehicle sol ser d'un 70-90%, incloses les pèrdues associades a la generació i transport d'energia. Els VE tenen una autonomia mitjana d'uns 300 km, amb alguns vehicles que arriben fins a 600 km. Un avantatge és la comercialització i fabricació de les bateries d'ions de liti, que fan que les inversions en aquesta tecnologia siguin atractives amb un ritme d'adopció més ràpid que les tecnologies que  es troben en les primeres fases de desenvolupament i comercialització.

Alguns inconvenients dels VE són els requisits de la gestió tèrmica. També,  els VE encara requereixen  un elevat temps de recàrrega en fucnció del tipus de carregador i en bse al que el conductors estan acostumats amb cotxes de gasolina. La infraestructura de càrrega no està completament  desplegada per carregar convenientment aquests cotxes. Això, encara és una de les barreres més grans per a l'adopció massiva. 

Pel que respecte als vehicles elèctrics d'hidrogen dir que el propi H2, és l'element més abundant al món. El propi H2 està  enllaçat amb altres elements perquè l'hidrogen té un electró en el seu nivell d'energia més baix, cosa que el fa tenir una disposició inestable, el que el fa altament reactiu. Per tant, aquests elements combinats han de passar per un procés per separar l'hidrogen que després es pot utilitzar com a font d'energia i aixó consumeix energia. Hi ha diverses maneres de separar l'hidrogen i, depenent de la naturalesa dels processos (si utilitzen combustibles fòssils o energies renovables o una combinació d'ambdós), es classifiquen per diferents indicadors de color com el blau, el verd i el hidrogen verd.

Com que el ressorgiment de l'hidrogen es deu a la revolució de l'energia verda, te sentit centrar-se en l'hidrogen verd, que utilitza energies renovables per separar l'hidrogen mitjançant un procés anomenat electròlisi.

En el cas dels vehicles elèctrics, aquest hidrogen es transporta a una llarga distància i s'introdueix al cotxe, que té una pila de combustible on s'alimenta l'ànode amb hidrògen  i oxigen al càtode. En una pila de combustible, un catalitzador a l'ànode separa les molècules d'hidrogen en protons i electrons, que prenen diferents camins fins al càtode. Els electrons passen per un circuit extern, creant un flux d'electricitat, i el protó passa pel separador, com una membrana d'intercanvi de protons. La densitat energètica d'aquest tipus de piles de combustible és d'uns 39 kWh/kg.

L'avantatge de l'hidrogen com a combustible per als vehicles elèctrics és que es pot carregar més ràpid que les bateries, de l'ordre de minuts equivalent als cotxes de gasolina. A més, te una densitat d'energia més alta que les bateries el que significa  que es poden obtenir autonomies molt més llargues i emmagetzemanr més energia al mateix espai que les bateries químiques de Ió de liti. Per tant, aquesta és una sol·liució molt més atractiva per a vehicles pesants, com ara els camions. A més, l'hidrogen és molt més segur ja que no hi ha risc de combustió en cas d'impacte o xoc.

Alguns dels inconvenients més importants de l'hidrogen són la baixa eficiència en comparació amb les bateries, que només ronda el 30% (tot i que encara és una mica superior a la dels vehicles de gasolina). 

Com que aquesta tecnologia encara està en desenvolupament i en fase de millora, significa que encara està endarrerida en la racionalització de la seva producció. Com a resultat, cal que hi hagi més instal·lacions d'infraestructures per a l'hidrogen, i caldrà passar per la fase de transició que havien de passar els vehicles amb bateria per a la seva infraestructura de càrrega. Així, els costos de producció i transport de l'hidrogen són molt superiors a la generació i distribució d'energia elèctrica per als vehicles amb bateria. Per tant, el cost per km encara és molt superior en el cas de l'hidrogen.

En defintiva i, tenint en compte els objectius de sostenibilitat dels països, així com els clars avantatges que proporcionen les tecnologies de les bateries de Ió-Li i l'hidrogen, és evident que cadascuna de les dues tecnologies és una alternativa molt millor als motors de gasolina. Tenint en compte les compensacions complementàries entre les bateries d'ions de liti i les piles de combustible d'hidrogen, cal una combinació de bateries i tecnologies d'hidrogen per tenir energia sostenible. Les innovacions  en aquestes tecnologies ajudaran a impulsar cap al futur sotenible i donar forma a com la humanitat prospera en aquest planeta.

Ramon Gallart

Com extreure el diòxid de carboni de l'aigua de mar.

A mesura que el diòxid de carboni continua acumulant-se a l'atmosfera, diversos investigadors han dedicat anys per cercar maneres d'eliminar el gas de l'aire. Mentrestant, el  principal "embornal" del món per al diòxid de carboni de l'atmosfera és l'oceà, que absorbeix entre un 30% i un 40% de tot el gas produït per les activitats humanes. 

La possibilitat d'eliminar directament el diòxid de carboni de l'aigua de l'oceà, ha sorgit com una novaa  posibilitat per mitigar les emissions de CO2, ja que algun dia podria fins i tot, conduir-nos a les emissions netes globals. Però, aquesta idea encara no ha donat lloc a cap ús generalitzat, tot i que hi ha algunes empreses que intenten entrar en aquesta àrea.

Un equip d'investigadors del MIT diu que potser han trobat la clau per a un mecanisme d'eliminació realment eficient i econòmic. La recerca va ser publicada a la revista Energy & Environmental Science, en un article dels professors del MIT T. Alan Hatton i Kripa Varanasi, el postdoctorat Seoni Kim i els estudiants de postgrau Michael Nitzsche, Simon Rufer i Jack Lake.

Els mètodes existents per eliminar el diòxid de carboni de l'aigua de mar apliquen una tensió a través d'una pila de membranes per acidificar un corrent mitjançant la divisió de l'aigua. Això converteix els bicarbonats de l'aigua en molècules de CO2, que després es poden eliminar al buit. Certament, les membranes són cares i  es necessiten productes químics per impulsar les reaccions generals dels elèctrodes a cada extrem de la pila, augmentant encara més la despesa i la complexitat dels processos. La proposta preten evitar la necessitat d'introduir productes químics a les cel·les d'ànode i càtode i evitar l'ús de membranes.

Per això, es va idear un procés reversible que consistia en cèl·les electroquímiques sense membrana. Els elèctrodes reactius s'utilitzen per alliberar protons a l'aigua del mar alimentada a les cèl·les, impulsant l'alliberament del diòxid de carboni dissolt de l'aigua. El procés és cíclic: primer acidifica l'aigua per convertir els bicarbonats inorgànics dissolts en diòxid de carboni molecular, que es recull com a gas al buit. A continuació, l'aigua s'alimenta a un segon conjunt de cèl·lules amb una tensió invertida, per recuperar els protons i tornar l'aigua àcida a alcalina abans de tornar-la a alliberar al mar. Periòdicament, els papers de les dues cèl·lules s'inverteixen un cop un conjunt d'elèctrodes s'esgota de protons (durant l'acidificació) i l'altre s'ha regenerat durant l'alcalinització.

Aquesta eliminació de diòxid de carboni i la reinjecció d'aigua alcalina podria començar a revertir lentament, almenys a nivell local, l'acidificació dels oceans causada per l'acumulació de diòxid de carboni, que al seu torn ha amenaçat els esculls de corall i els mariscs. La reinjecció d'aigua alcalina es podria fer a través de punts de venda dispersos o lluny de la costa per evitar un pic local d'alcalinitat que podria alterar els ecosistemes, diuen.

No es possible tractar les emissions de tot el planeta, però la reinjecció es podria fer en alguns casos en llocs com les piscifactories, que tendeixen a acidificar l'aigua, de manera que aquesta podria ser una manera d'ajudar a contrarestar aquest efecte.

Un cop eliminat el diòxid de carboni de l'aigua, encara cal eliminar-lo, com passa amb altres processos d'eliminació de carboni. Per exemple, es pot enterrar en formacions geològiques profundes sota el fons del mar, o es pot convertir químicament en un compost com l'etanol, que es pot utilitzar com a combustible de transport, o en altres productes químics especialitzats. 

En un principi, almenys, la idea seria acoblar aquests sistemes amb infraestructures existents o previstes que ja processen aigua de mar, com les dessalinitzadores. Aquest sistema és escalable perquè puguem integrar-lo potencialment en processos existents que ja estan processant l'aigua de l'oceà o en contacte amb l'aigua de l'oceà. Allà, l'eliminació de diòxid de carboni podria ser un simple complement als processos existents, que ja retornen grans quantitats d'aigua al mar, i no requeriria consumibles com additius químics o membranes.

El sistema també podria ser implementat per vaixells que processaran l'aigua mentre viatgen, per tal d'ajudar a mitigar la contribució significativa del trànsit de vaixells a les emissions globals. Ja hi ha mandats internacionals per reduir les emissions del transport marítim i això podria ajudar les companyies navilieres a compensar algunes de les seves emissions i convertir els vaixells en depuradors oceànics.

El sistema també es podria implementar en llocs com ara plataformes de perforació en alta mar o en granges d'aqüicultura. Finalment, podria conduir a un desplegament de plantes d'eliminació de carboni autònomes distribuïdes a nivell mundial.

El procés podria ser més eficient que els sistemes de captura d'aire, perquè la concentració de diòxid de carboni a l'aigua de mar és més de 100 vegades més gran que a l'aire. En els sistemes de captació directa d'aire, primer cal captar i concentrar el gas abans de recuperar-lo. Els oceans són grans embornals de carboni, però, de manera que el pas de captura ja s'ha fet per a vosaltres. No hi ha cap pas de captura, només alliberament. Això significa que els volums de material que s'han de manipular són molt més petits, la qual cosa podria simplificar tot el procés i reduir els requisits de la petjada.

La investigació continua, amb l'objectiu de trobar una alternativa al pas actual que requereixi un buit per eliminar el diòxid de carboni separat de l'aigua. Una altra necessitat és identificar estratègies operatives per evitar la precipitació de minerals que poden contaminar els elèctrodes de la cèl·lula d'alcalinització, un problema inherent que redueix l'eficiència global en tots els enfocaments informats. Hatton assenyala que s'han fet avenços significatius en aquestes qüestions, però que encara és massa aviat per informar-ne. L'equip espera que el sistema estigui llest per a un projecte de demostració pràctic d'aquí a uns dos anys.

Font: Seoni Kim et al, Procés electroquímic asimètric mediat per clorur per a l'eliminació de CO2 de l'aigua de l'oceà, Energy & Environmental Science (2023). DOI: 10.1039/D2EE03804H

Impacte de les centrals hidroelèctriques.

Els grans projectes d'infraestructures poden afectar a les economies locals. Per això, avaluar aquests efectes és un repte. Un nou estudi, ha evaluat totes les grans preses hidroelèctriques construïdes als Estats Units al segle XX i ha trobat que les preses construïdes a la primera meitat del segle XX van ser un estímul pel creixement a curt i llarg termini, mentre que les preses construïdes a la segona meitat, van afectar modestament aquest creixement.

L'estudi, realitzat per un investigador de la Carnegie Mellon University (CMU), apareix a The Economic Journal, vol mostrar la millor evidència sobre els impactes a curt i llarg termini d'aquestes preses sobre les economies locals, comparades amb els efectes econòmics generats per les preses construïdes a principis del segle XX amb les construïdes a finals del segle. L'objectiu era explicar l'evolució de l'energia hidroelèctrica alimentant l'activitat econòmica local.

L'estudi ha combinat dos dissenys: un basat en 110 comptats dels Estats Units des del 1870 al 2010, incloses totes les àrees amb un potencial hidroelèctric de 100 MW o més, i un que construïa contrafactuals de comtats amb potencial hidroelèctric però sense preses. L'estudi va tenir en consideració una sèrie de factors econòmics, polítics, socials, tècnics i ambientals en  dos períodes per separat: pre-1950 i post-1950. Com a conslusions dir:

La primera: Es refereix al període 1900-1950, abans de la construcció d'una xarxa elèctrica interconnectada mitjançant línies  de transport d'alta tensió, i abans del desenvolupament de la generació d'energia eficient a gran escala a partir de combustibles fòssils. Les preses construïdes abans de 1950 van estimular el creixement local a curt termini, en gran part gràcies al avantatge de que el cost de l'energia local que era  barata. També van estimular el desenvolupament econòmic local en les dues o tres dècades posteriors, augmentant la densitat local de població més d'un 50% durant 50 anys, de mitjana.

La segona: Es refereix a la segona meitat del segle XX, quan s'estava produint una ràpida evolució i desplegament de la infraestructura de subministrament d'electricitat, que va minvar gaudir d'energia local barata. Les preses construïdes després de 1950 només van tenir efectes modestos en el creixement local, fins i tot a llarg termini.

El primer resultat indica impactes agrupats en l'activitat econòmica local, mentre que el segon suggereix que l'avantatge d'energia local barata creat per l'energia hidroelèctrica va disminuir després de 1950, probablement a causa d'innovacions tecnològiques com les línies de transport d'alta tensió.

Les conclusions de l'estudi poden ser d'ajut per les futures inversions en preses hidroelèctriques, moltes de les quals es construiran als països en desenvolupament. També aclareixen els potencials impactes de les noves plantes eòliques i solars per la transició energètica. Inicialment podrien beneficiar una provincia o l'estat on es fan les inversions, però amb l'acumulació de noves línies de transport aquests beneficis es poden dissipar, atenuant els efectes locals.

Font:  Edson Severnini, The Power of Hydroelectric Dams: Historical Evidence from the United States over the Twentieth Century, The Economic Journal (2022). DOI: 10.1093/ej/ueac059

Restablir una xarxa elèctrica.

Restablir ràpidament l'energia elèctrica un cop s'ha produit una important avaria que afecta una gran regió, és un procés complex i delicat. 

Tot i que els talls d'energia sempre són perjudicials, normalment només afecten parts més petites de la xarxa general. Una pèrdua total de potència a tota la xarxa és molt més greu i requereix que els operadors de la xarxa la enegitzin de manera efectiva. Això implica que cal gestionar un  equilibri entre la generació i el consum d'energia gràcies q eu es van conectant gradualment els diferents trams de la xarxa. Fer-ho malament, la xarxa es pot tornar a col·lapsar.

Afortunadament, aquests esdeveniments són rars. no obstant, el contexte actual energètic de canvi climàtic i la creixen amenaça dels ataqcs cibernètics,  augmentarà la freqüència de incidències masives a les infraestructures energètiques.

Per això cal disposar de processos i mètodes per crear plans de seqüències de maniobra capaços de fer front al comportament impredictible dels sistemes d'energia. 

Què passa quan falla la xarxa elèctrica?

En una apagada, els actius clau es poden danyar i és possible que els distribuïdors no tinguin una imatge completa del que està disponible. Tot i que és probable que els distribuïdors tinguin una idea aproximada de quina hauria de ser la càrrega a les diferents parts de la xarxa un canvi d'explotació pot minvar les garanties.

Una eina que permeti optimitzar gràcies a simular com la xarxa podria reaccionar al pla de restauració i com els operadors l'implementen, milloraria les garanties.

L'objectiu d'un model d'optimització és restablir l'energia tan ràpidament com sigui possible, alhora que garanteixi que la càrrega a la xarxa sigui estable i no provoqui una altra fallada. Generar una seqüència de maniobra per determinar quina ordre s'ha de donar als diferents generadors i als alimentadors de les subestacions quan es connecten diferents càrregues de la xarxa,  cal  comparar-lo amb un model físic de flux d'energia que asseguri que cada pas de la seqüencia de maniobre és factible.

Aquest pla de restauració necessita un model cognitiu d'un operador de xarxa que li permeti simular la presa de decisions humana. Per això cal disposar del connèixement dels experts sobre com dur a terme els passos clau implicats en la restauració de la xarxa.

Si a més, es pot connectar a una simulació dinàmica de la xarxa basada en el model matemàtic dels actius, permetrà imitar com la xarxa respondria a les accions dels operadors. El model cognitiu es pot obtenir amb informació sobre la resposta de la xarxa des de l'eina de simulació, i si la seqüència de maniobra causa problemes d'estabilitat, es poden prendre mesures correctores abans de passar al següent pas de la seqüència.

Simulant com un distribuïdor podria fer una seqüència de maniobra per restablir el servei i reaccionar al comportament de les xarxes passa per crear plans molt més tolerants al comportament inesperat. 

La idea d'incorporar el comportament cognitiu de l'operador és interessant, però cal resoldre com gestionar els diferents perfils d'operadors d'un centre de control.

Ramon Gallart