Combustibles verds en el transport marítim.

Els vaixells transporten al voltant del 90% de les mercaderies i emeten al voltant del 3% del CO₂ mundial. L'Organització Marítima Internacional (OMI), l'agència de les Nacions Unides encarregada de regular el transport marítim, van establir a l'atardor del 2023 plans perquè aquesta indústria arribi a les net zero emissions l'any 2050.

Com va passar fa centenars d'anys,  els vaixells moderns parcialment poden ser propulsats pel vent. De fet, un vaixell de càrrega britànic va fer el seu primer viatge amb veles fetes amb el mateix material que les turbines eòliques.

Per tant, el vent, pot reduir les emissions d'un vaixell durant tota la seva vida útil, però la capacitat del vent està limitada ja que només poden proporcionar fins a un 30% de l'energia que necessiten els vaixells per navegar o, menys  quan hi ha mal temps. El vent pot ajudar els vaixells de mercaderies, però és poc probable que substitueixin completament els motors de combustible. Una bona opció es canviar el petroli per combustibles verds alternatius.

La indústria naviliera s'enfronta a grans reptes per fer aquest canvi cap a combustibles com seria l'amoníac, l'hidrogen i el metanol. Tot i que algunes empreses com Maersk han començat a provar-los, la conversió de tota la indústria requerirà augmentar l'energia renovable, crear noves xarxes de distribució de combustible a tot el món, revisar els marcs reguladors i construir motors de vaixells que puguin cremar combustibles ecològics.

Alguns d'aquests passos estan en marxa, però encara queda molt per fer. L'hidrogen verd es produeix dividint l'aigua en hidrogen i oxigen mitjançant l'electricitat generada per fomnt renovables. L'amoníac verd es forma combinant nitrogen de l'aire i hidrogen verd mitjançant un procés anomenat Haber-Bosch.

El metanol verd es genera mitjançant una planta de calefacció o altres residus orgànics per crear un gas que després es pot convertir en biometanol, o bé combinant hidrogen verd i CO₂ capturat per fer e-metanol.

A l'hora d'avaluar com de verd és realment un combustible, no només són importants les emissions creades en cremar-lo en un motor, sinó també les emissions derivades de l'extracció, producció, transport i emmagatzematge.

Aquesta avaluació del cicle de vida de les emissions s'anomena well-to-wake. De la mateixa manera, un cotxe elèctric no és pot considera net zero en carboni si la seva energia es genera amb combustibles fòssils, ni tampoc un vaixell que utilitza l'amoníac o metanol si aqeust es produeix per la combustió de gas natural.

Aquesta avaluació exigeix ​​que els tres combustibles es generin només amb energies renovables. Només això requerirà d'una gran inversió. Segons un estudi realitzat per la Cambra de Navegació Internacional l'any 2022, la indústria naviliera necessitarà fins a 3.000 TWh d'electricitat renovable a l'any, la qual cosa gairebé equival al total actual de la producció d'electricitat eòlica i solar es adir, uns 3.444 TWh.

Aquesta producció s'ha d'augmentar, ja que altres indústries, com ara l'acer i el ciment, també necessitaran energia sense emissions el 2050. De fet, s'han d'invertir fins a 1,9 bilions de dòlars EUA per descarbonitzar completament el transport marítim, amb més de la meitat del necessari per produir hidrogen verd, que també és essencial per produir metanol verd i amoníac.

Es necessiten vaixells amb motors compatibles donat que els que actualement funcionen amb petroli i gasoil no poden canviar a la combustió de combustibles ecològics d'una manera fàcil. La flota mundial d'uns 61.000 vaixells haurà de ser actualitzada o substituïda abans del 2050.

La modernització pot permetre que els actuals vaixells funcionin amb metanol i amoníac, però segons el tipus de combutipbe això costa entre 5 i 15 milions de dòlars USA per vaixell. És probable que els vaixells més antics arribin al final del seu servei abans que s'amortitzi aquesta inversió tenint en compte que el cost onerós és el mateix fins i tot per als vaixells més petits.

Línies navilieres de contenidors com Maersk, Evergreen, CMA CGM i COSCO ja estan demanant vaixells capaços de consumir tant metanol com metà. Maersk va rebre el seu primer vaixell de doble combustible que crema metanol verd i fuel, i va navegar trasportatn càrregues des de Corea del Sud fins a Dinamarca l'agost de 2023.

El primer vaixell preparat per a amoníac, Kriti Future, ja està navegant per l'oceà, tot i que encara no està consumint amoníac. Els vaixells propulsats per piles de combustible d'hidrogen es queden per darrere dels altres dos combustibles, però els creuers de MSC han demanat dos vaixells preparats per a l'hidrogen per al 2028.

Tot i que aquestes comandes de vaixells inspiren optimisme sobre la descarbonització, la veritat és que només representen un percentatge molt petit de la flota mundial.

La manca de normes de seguretat és en part responsable de la lenta absorció dels combustibles alternatius. Tot i que l'Agència Internacional de l'Energia preveu que l'amoníac verd serà el combustible més utilitzat el 2050, les companyies navilieres han fet més comandes de vaixells propulsats amb metanol i metà. Això es deu en part perquè l'OMI ha emès normes de seguretat per al metanol com a combustible, però no per a l'amoníac i l'hidrogen, que ha posat en dubte el seu futur entre els armadors.

Perquè els combustibles ecològics siguin àmpliament adoptats, han d'estar als ports de tot el món, però no n'hi ha cap disponible. Hi ha uns 120 ports capaços d'emmagatzemar i lliurar metanol, però no hi ha prou metanol verd.  Segons el Green Methanol Institute, es podrien produir uns 0,7 milions de tones de metanol verd a tot el món a finals de 2023. Es preveu que la capacitat de producció assoleixi els 8 milions de tones anuals el 2027. Però la indústria marítima global necessita 550 milions de tones el 2050 per substituir l'oli.

És possible que no hi hagi prou residus agrícoles i alimentaris per descarbonitzar tots els sectors de l'economia global. I per tant, cal que la producció de combustibles a partir d'electricitat renovable ha d'augmentar.

El desplegament de combustibles ecològics també requerirà la construcció de canonades, dipòsits d'emmagatzematge i estacions de recarrega portuàries. L'hidrogen verd en particular, l'ingredient clau d'altres combustibles, necessitarà una gran inversió, ja que s'ha d'emmagatzemar en contenidors especials a uns -253 °C .

La indústria naviliera no s'ha decidit sobre el combustible del futur . Però calen més d'un tenint en compte l'oferta limitada d'energies renovables.

La bona notícia és que la descarbonització de l'enviament internacional beneficiarà més que aquesta indústria vital accelerant les inversions en energies renovables i ajudant a les economies emergents riques en sol a prosperar amb l'oportunitat de produir hidrogen verd rendible.

Font: The Conversation is an independent, not-for-profit, news and information service sourced from the university and research sector, delivered straight to the public. Professionally edited by journalists, The Conversation offers news, views and analysis on current or relevant issues, as well as the latest research and breakthroughs.

Potencial dels cotxes solars

Malgrat l’increment en l’adopció de vehicles elèctrics, el sector del transport continua sent responsable d’aproximadament un terç de les emissions mundials de diòxid de carboni (CO₂).

Aquesta xifra posa de manifest que, tot i els avanços tecnològics i el canvi cap a alternatives més sostenibles, encara queda un llarg camí per recórrer per tal d’assolir els objectius globals de descarbonització. En aquest context, resulta essencial implementar mesures addicionals per reduir de manera significativa les emissions associades a la mobilitat.

Una de les solucions innovadores amb un gran potencial és la integració de mòduls fotovoltaics en vehicles elèctrics, donant lloc als coneguts com a cotxes solars. Aquests vehicles no només poden contribuir a reduir les emissions de CO₂ associades a la generació d’electricitat necessària per a la seva recàrrega, sinó que també presenten altres avantatges significatius. Entre aquests, es troba la disminució dels costos i la freqüència de recàrrega, la qual cosa es tradueix en beneficis directes tant per als usuaris com per al conjunt de la xarxa elèctrica.

A més, aquesta tecnologia té el potencial de transformar el paradigma energètic de la mobilitat, promovent una major autonomia dels vehicles i una menor dependència de les infraestructures de recàrrega convencionals. En conseqüència, la combinació de mobilitat elèctrica i energia solar pot esdevenir una peça clau per impulsar una transició cap a un sistema de transport més net, eficient i sostenible a nivell global.

Les ciutats com a epicentre del mercat de vehicles solars

Actualment, les ciutats representen el principal mercat per als vehicles elèctrics, ja que les seves distàncies relativament curtes els converteixen en una opció molt atractiva. En aquest context, els vehicles que funcionen amb energia solar ofereixen un gran potencial, especialment en entorns urbans. No obstant això, les ciutats presenten reptes específics: edificis alts, arbres i altres obstacles que generen ombra sobre les carreteres i espais d'estacionament, limitant així la captació directa d'energia solar per part dels vehicles.

Malgrat aquestes limitacions, les zones urbanes d'algunes regions del món ofereixen condicions òptimes per a l'aplicació d'aquesta tecnologia. Ciutats d'Àfrica, Orient Mitjà, el sud d'Europa i el sud-est asiàtic són especialment adequades per a l'ús de vehicles d'energia solar, gràcies a la seva elevada insolació. A més, altres geografies com la Xina, Amèrica del Nord i Austràlia també presenten oportunitats interessants, tot i que amb factors ambientals diferents. És important destacar que, a les zones urbanes, les pèrdues energètiques associades a l'ombra poden arribar al 25%. Aquest percentatge, tot i ser significatiu, no representa un obstacle insalvable per a la integració i expansió d'aquests vehicles.

Cap a un futur urbà més sostenible

Amb l'augment constant de la població urbana i la necessitat urgent de reduir l'impacte ambiental de la mobilitat, els vehicles d'energia solar poden jugar un paper clau en la configuració de les ciutats del futur. Aquests vehicles no només contribueixen a reduir les emissions de carboni, sinó que també poden servir com a model per a solucions innovadores que ajudin a mitigar els efectes del canvi climàtic.

Per tal de maximitzar el seu potencial, és imprescindible que els responsables polítics i la indústria de l'automòbil col·laborin per establir un full de ruta clar. Aquest pla hauria d’incloure incentius per a la investigació i desenvolupament de tecnologia solar aplicada a vehicles, així com polítiques urbanes que afavoreixin la creació d'infraestructures adequades, com zones d'estacionament especialment dissenyades per optimitzar la captació solar.

En definitiva, els vehicles d'energia solar no només són una oportunitat per revolucionar la mobilitat urbana, sinó que també poden ser un element central en l'evolució cap a ciutats més sostenibles, eficients i respectuoses amb el medi ambient. Aquesta transició és essencial per garantir un futur urbà més verd, resilient i en harmonia amb el planeta.

Ramon Gallart

Torre d'energia per VE.

La transició cap als vehicles elèctrics suposa un gran repte, especialment perquè requereix reforçar les xarxes de distribució elèctrica per suportar la creixent demanda d'energia. Però, i si els carregadors de vehicles elèctrics poguessin funcionar de manera autònoma? Aquesta és la idea darrere d'un innovador carregador ultra-ràpid que utilitza exclusivament l'energia del vent i del sol, sense necessitat de connectar-se a la xarxa elèctrica.

Torre d'energia solar/eòlica, representada com a part d'un parc. Ha estat dissenyada per carregar vehicles elèctrics sense connectar-se a la xarxa. Font: CDIMAGE

L'enginyer i inventor Jim Bardia va mostrar al setembre del 2023 al Saló Internacional de l'Automòbil d'Amèrica del Nord de Detroit una maqueta a escala de la seva torre eòlica i solar. La idea va sorgir del seu somni de lliurar electricitat neta i fiable als agricultors de qualsevol regió que no tenen posiblistat asequible de gaudir de xarxes de distriubició. De fet. avui dia encara hi ha uns 775 milions de persones que  no poden accedir a fonts fiables d'energia elèctrica.

El sistema combina una turbina eòlica d'eix vertical amb panells solars col·locats al conjunt superior de les aspes de la turbina. Aquestes màquines horitzontals tampoc poden aprofitar les ràfegues de vent, la qual cosa suposa una gran pèrdua d'energia cinètica.

Un sistema patentnt de levitació amb imants permanents permet pràcticament eliminar les càrregues estàtiques i dinàmiques. El conjunt flota i gira amb una gairebé nul·la fricció. Quan el vent disminueix, l'efecte volant d'inercia manté la turbina en rotació durant períodes més llargs. 

Els panells solars integren ventiladors radials per refredar la part inferior de les cel·les voltaiques. La seva superfície és inclinada i així, elimina la rosada matinal per mantenir una bona neteja de la superficióa que perment reduir el su manteniment de neteja. 

El conjunt de la turbina es connecta mitjançant un eix motriu gràcies a una transmissió seqüencial de vuit velocitats i alimenta un generador amb una eficiència que està per sobre del 90%. Aquesta transmissió es controlada digitalment per ajudar a la torre a generar electricitat amb vents des de 8 km/h fins a 120 km/h.

Imatge de paisatge urbà d'edificis i vehícles en una carretera amb una turbina eòlica. La torre solar eòlica (WST), es podria col·locar amb la mateixa facilitat en llocs remots, ja que la seva potència és totalment autogenerada. Font: CDIMAGE.

Les torres tindrien uns 24 metres d'alçada, amb un rotor de 10 metres. El sistema permet allotjar 1 MWh de bateries per a l'emmagatzematge d'energia, idealment utilitzant bateries de segona vida. El vent juntament amb el Sol, combinats tenen una capacitat  de 70 kW constamts, o aproximadament 234 MWh per any, que són suficinets per permetre que els vehicles elèctrics cobreixin 1,3 milions de km amb un consum d'uns 5,6 km per  kWh.

Aleshores, la torre pot oferir una càrrega de fins a 380 kW, sense connexió a la xarxa. Actualment, pràcticament cada watt de capacitat renovable que s'integraa la xarxa requereix una de la seva redundància per seguretat del subministrament que acostuma a ser amb fonts contaminants per matneir el sefvei  quan el vent no bufa o el sol no brilla. Aquetes torres podrien alleujar aquesta necessitat i fer-ho de manera més neta i eficient. Altres aspectes a tenir en considerfació, són:

Més del 60 % de l'energia de la xarxa es genera a partir  combuwtibres fòssilsi aquest tipus de centrals elèctriques, són ineficients ja que, més del 60 % de l'energia utilitzada per a la generació d'electricitat es perd en la conversió.

El WST, un model a petita escala que es va dissenyar per primera vegada com a estació de generació d'energia per a granges sense accés a la xara. Font: CDIMA

La càrrega ràpida amb corrent continu, requereix de grans quantitats d'energia durant un període de temps curt. La potència necessària per a una única càrrega de 480 V de nivell 3 és equivalent a la càrrega de la xarxa de 50 cases durant aquest temps de càrrega.

En altres entorns les torres encara podrien connectar-se a la xarxa fet que, aportaria un altre avantatge a causa de la seva lenta però constant generació. Per exemple, una torre podria connectar-se a la xarxa amb una potència monofàsica a 230 V.

Font: Lawrence Ulrich és un guardonat escriptor d'automòbils i antic crític d'automòbils en cap a The New York Times i The Detroit Free Press.

Final dels combustibles fòssils.

Per primera vegada, es preveu per aquesta dècada que la demanda mundial de petroli, gas i carbó arribi al pic. A partir de llavors començarà a baixar a causa del creixement  de les tecnologies d'energia més netes i els cotxes elèctrics, segons l'Agència Internacional de l'Energia.

El Anual World Energy Outlook de l'IEA, que es va publicar l'octurbre de 2023, va, mostrar que "el món està assolint el punt més alt per arrivar a un punt d'inflexió històric", va escriure el director executiu Fatih Birol en una columna al Financial Times. El canvi tindrà implicacions per a la guerra contra el canvi climàtic, ja que avançarà el pic d'emissions de gasos d'efecte hivernacle.

Els combustibles fòssils encara es faran servir durant molts anys, però segons l'informe s'està al inici del final de l'era dels combustibles fòssils.

Aquest canvi es deu principalment al creixement espectacular de les tecnologies d'energia neta i dels vehicles elèctrics, combinat amb els profunds canvis estructurals en l'economia xinesa i les conseqüències de la crisi energètica global. Aquests factors han contribuït a un canvi de paradigma en els patrons de consum i producció energètica a escala mundial.

Tot i així, les caigudes previstes en la demanda de petroli, gas i carbó no són suficients per mantenir el món en la trajectòria necessària per limitar l’escalfament global a 1,5 ºC, un objectiu clau de l’Acord de París. Assolir aquest repte exigiria una acció política molt més decidida, coordinada i àgil per part dels governs de tot el món, així com una implicació activa del sector privat i la societat civil.

En aquest context, el futur dels combustibles fòssils es va convertir en el tema central dels debats durant la cimera climàtica COP28 de les Nacions Unides, celebrada a Dubai al desembre de 2023. Aquesta cimera va posar de manifest la urgència de prendre mesures dràstiques per descarbonitzar l’economia global. Les Nacions Unides van advertir que el món no està en bon camí per assolir els objectius a llarg termini establerts a l’Acord de París. Segons el seu informe, les emissions globals de gasos d’efecte hivernacle haurien d’arribar al màxim l’any 2025 i disminuir ràpidament a partir d’aleshores per mantenir l’escalfament global dins del llindar d’1,5 ºC.

Un altre element fonamental és que la substitució progressiva dels combustibles fòssils no només implica reduir-ne l’ús, sinó també garantir que les emissions associades que encara es produeixin puguin ser capturades i compensades adequadament. Aquest procés és imprescindible per assolir l’objectiu de zero emissions netes de carboni l’any 2050, però encara presenta desafiaments tècnics i econòmics significatius.

En aquest sentit, l’Agència Internacional de l’Energia (AIE) ja va anticipar en un informe publicat al juny de 2023 que la demanda mundial de petroli arribaria al seu màxim abans que finalitzés la dècada. Ara, per primera vegada, les previsions apunten que aquesta mateixa tendència s’estendrà també al carbó i al gas natural.

Segons les últimes projeccions, el creixement accelerat dels vehicles elèctrics a tot el món, especialment a la Xina, està reduint dràsticament la dependència del petroli. Es calcula que la demanda global d’aquest recurs assolirà el seu màxim abans del 2030. Pel que fa al carbó, després d’una dècada de forta demanda, s’espera que el consum arribi al seu zenit en els pròxims anys, gràcies a la proliferació de les fonts d’energia renovables i al tancament progressiu de plantes de generació elèctrica a base de carbó.

Per altra banda, l’anomenada “Edat d’Or del Gas” està arribant al seu final. Es preveu que la demanda de gas natural comenci a disminuir a les economies avançades cap a finals d’aquesta dècada. Aquest declivi està impulsat pel ràpid creixement de les energies renovables, que superen cada vegada més el gas com a font principal per generar electricitat, per l’augment de l’ús de bombes de calor i per l’acceleració del procés de transició energètica a Europa, especialment després de la invasió russa d’Ucraïna, que va posar en evidència la vulnerabilitat de la dependència dels combustibles fòssils.

En conclusió, el món està presenciant una transició energètica sense precedents, però aquesta no avança amb la rapidesa necessària per evitar les pitjors conseqüències del canvi climàtic. Aquesta transformació requereix no només innovacions tecnològiques, sinó també un compromís més ferm per part de tots els actors implicats per avançar cap a un futur sostenible i resilient.

Ramon Gallart
Font: Agencia Internacions de l'Energia.

El concepte de ciutat solar.

L'emblemàtica ciutat de París és sinònim de canvi climàtic, en part gràcies al fet que va ser on es va adoptar l'acord de canvi climàtic de París de 2015. En aquest sentit, s'ha investigat el potencial d'integrar la fotovoltaica (PV) de les llars  amb els vehicles elèctrics (EV) com a una eficaç solució  per subministrar electricitat neta, assequible i fiable en entorns urbans.

Les emissions de CO2 de les zones urbanes representen entre el 71% i el 76% de les emissions mundials de CO2, la qual cosa fa de la descarbonització de les ciutats sigui una prioritat per aconseguir zero emissions.

El SolarEV City Concept és una nova idea que combina plaques solars a les llar amb vehicles elèctrics . D'aquesta manera, els vehicles elèctrics no només redueixen les emissions de carboni dels combustibles fòssils, sinó que també emmagatzemen els exedents d'electricitat dels panells solars, alimentant la llar quan no hi ha sol. No obstant això, l'eficàcia d'aquest concepte varia  d'una ciutat a una altra.

Per exemple, el primer estudi, que es va fer a Kyoto, es va veure que si el 70% dels terrats de la ciutat estaven coberts amb plaques solars i tots els cotxes es fessin elèctrics, Kyoto podria reduir en un 60% les emissions de CO2 dels cotxes elèctrics, - 74%  dels de gasolina i estalviar entre un  22% – 37% en costos energètics el 2030. Però per a les zones urbanes més denses del Japó, com és Kawasaki i Tòquio, aquestes reduccions van ser menors.

Altres variables que varien d'un país a un altre inclouen les tarifes d'electricitat, les condicions climàtiques i les estructures urbanes. Altres estudis similars realitzats a Corea del Sud, la Xina i Indonèsia van coincidir en importants reduccions d'emissions i estalvis de costos energètics en diferents contextos urbans.

No obstant això, fins ara, cap estudi ha explorat sistemes fotovoltaics + EV a ciutats d'altes latituds amb un balanç horari d'oferta i demanda, on la insolació solar i la demanda d'electricitat presenten variacions estacionals, especialment influenciades per la demanda de calefacció a l'hivern. Tenint això en compte es va pensar en portar el concepte del SolarEV a la ciutat de París. L'anàlisi també va incloure la regió circumdant d'Ile-de-France i fa comparacions amb la ciutat de referència de Kyoto.

Com que París és una zona altament urbanitzada, es va trobar que la ciutat només podia subministrar aproximadament el 30% de les seves necessitats d'electricitat a través de PV a les llars i, com que la major part de la generació fotovoltaica es consumeix a la ciutat, l'impacte dels vehicles elèctrics com a bateries d'emmagatzematge és limitat.

No obstant això, a la regió dels voltans de París inclou molts edificis de poca alçada. Això permet cobrir el 71% dels terrats i cobrir el 78% de la demanda anual d'electricitat del 2019. En incorporar els vehicles elèctrics com a bateries d'emmagatzematge, fins i tot quan tenint en compte la demanda de subministrament dels mateixos vehicles elèctrics, va ser possible subministrar aproximadament el 60% de l'electricitat. En definitiva, això podria comportar una reducció del 23% dels costos energètics l'any 2030.

L'estudi no només destaca el potencial de reducció de carboni al implementar-se en una ciutat com  París, sinó que mostra la necessitat de tenir en compte les diferencies regionals. Amb l'assoliment de la neutralitat de carboni l'any 2050 com a part de l'agenda dels governs de tot el món, les ciutats amb SolarEV podrien recórrer un llarg camí per garantir que això succeeixi.

Font:  https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/abd430

Dubtes sobre l'hidrogen verd.

Els problemes d'inflamabilitat i transport limiten l'ús de l'hidrogen per aplicacions com podria ser la calefacció residencial, segons un informe de la Comissió de Transicions Energètiques, una coalició de líders energètics compromesos amb les emissions netes zero per al 2050.

També és menys eficient pel que te a verue a les pèrdues d'energia quan les energies renovables  obtenen hidrogen i després l'hidrogen es torna a convertir en energia.

Aquest informe assenyala el fort potencial per a l'hidrogen com a alternativa a les bateries per a l'emmagatzematge d'energia a gran escala i molta capacitat.

Altres estudis han posat en dubte l'alt cost de la seva producció, els riscos d'inversió, un major consum  d'aigua respecte altres energies netes i la manca d'estàndards internacionals que dificulten un mercat global.  en definitiva, pot ser  l'hidrogen verd s'està sobrevalorant en part a causa del pressió de la indústria del petroli i el gas.

Però,  l'Agència Internacional d'Energies Renovables, no està d'acord. La seva organització ha projectat que la demanda d'hidrogen creixerà fins als 550 milions de tones el 2050, més que els 100 milions de tones actuals.

L'Agència Internacional de l'Energia diu que la producció d'hidrogen és responsable d'uns 830 milions de tones de diòxid de carboni a l'any. Només substituir aquest anomenat hidrogen gris —hidrogen produït a partir de combustibles fòssils— garantiria un mercat a llarg termini per a l'hidrogen verd.

El primer que cal fer és començar a substituir la demanda existent d'hidrogen gris. I després, es podria afegir una demanda addicional i aplicacions d'hidrogen verd com a combustible per a les indústries, el transport marítim i l'aviació..

Font: Comissió de Transicions Energètiques.

Accelerar les proves dels aerogeneradors

Les turbines eòliques juguen un paper cada cop més crucial en la transició cap a un futur més sostenible. No obstant això, la ràpida evolució tecnològica fa imprescindible testar amb eficàcia els nous prototips abans de la seva connexió a les xarxes elèctriques.

Un estudi recent d’un grup de recerca alemany ha identificat quatre mètodes innovadors per provar turbines eòliques, amb l’objectiu d’accelerar la seva integració a la xarxa i detectar possibles problemes durant la fase de proves.

Tradicionalment, les turbines eòliques es sotmeten a proves exhaustives en camp per verificar-ne la preparació abans d'integrar-les a les xarxes elèctriques. No obstant això, aquest enfocament presenta diversos inconvenients, com la dependència de les condicions meteorològiques i la limitada reproduïbilitat dels resultats.

Per afrontar aquests reptes, l'Institut Fraunhofer per a Sistemes d'Energia Eòlica (IWES) d'Alemanya està desenvolupant nous mètodes de proves en laboratori. Aquestes tècniques permeten treballar en entorns controlats, obtenint resultats més previsibles, reduint la durada de les proves i, per tant, disminuint els costos. A més, el laboratori pot simular diverses condicions de xarxa adaptades a les necessitats dels clients, com variacions de tensió i freqüència.

Un dels mètodes clau consisteix en provar la funcionalitat completa d'una turbina en una xarxa simulada, analitzant tant els components elèctrics com els mecànics i les seves interaccions. Per aconseguir-ho, els investigadors utilitzen dues estratègies complementàries:

Anàlisi dels subsistemes de la turbina per avaluar-ne el comportament global.

Simulació de components individuals, reproduint tots els elements de la turbina, excepte el convertidor de freqüència principal.

Malgrat que les proves de simulació redueixen la necessitat d’integració final en camp, actualment són poques les instal·lacions que ofereixen aquests serveis. No obstant això, aquests enfocaments pretenen accelerar el procés de validació de les turbines i facilitar la seva integració a les xarxes i parcs eòlics existents, minimitzant possibles problemes abans de les proves finals.

En molts casos, les proves en camp es realitzen en fases avançades del desenvolupament, fet que pot comportar costos addicionals i retards si es detecten errors després de la posada en servei. Per aquest motiu, la indústria demanda cada cop més mètodes que permetin validar les turbines en estadis preliminars o que redueixin el temps necessari per a la seva certificació final..

Ramon Gallart

Set mites sobre els vehicles elèctrics que cal desmuntar.

A mesura que les vendes de vehicles elèctrics (VE) continuen creixent i les empreses d’automoció anuncien grans inversions en tecnologia de bateries i vehicles elèctrics, la transició dels vehicles amb motor de combustió cap a motors elèctrics es perfila cada vegada més com una realitat inevitable. 

Tot i els avenços constants en la tecnologia i la creixent adopció dels vehicles elèctrics (VE), encara persisteix molta desinformació. A continuació, s’analitzen set dels mites més comuns sobre aquests vehicles:

1. Els cotxes elèctrics sempre seran més cars:  És un error pensar que els VE seran inassolibles per sempre. Els preus han baixat molt des de principis de segle, i avui dia s’acosten a la paritat amb els vehicles de combustió en igualtat de prestacions. Per exemple, el cost de les bateries d’ions de liti ha disminuït un 97% des de 1991, i els experts preveuen que continuï reduint-se gràcies a la innovació i l’increment de la producció.

A més, segons el Departament d’Energia dels EUA i la revista Car and Driver Magazine, els VE ja són més econòmics que els de combustió durant el seu cicle de vida, tenint en compte factors com el manteniment, les reparacions, els ajuts governamentals i els costos de combustible. Models com el Chevrolet Bolt EV 2023, amb un preu de 26.595 US$, demostren que la barrera econòmica s’està dissolent.

2. Els cotxes elèctrics sobrecarregaran la xarxa:  Alguns temen que l’electrificació massiva sobrecarregarà les xarxes elèctriques, però això és poc probable. Si tots els vehicles fossin elèctrics, la demanda elèctrica augmentaria només un 25%, i aquest increment es produiria gradualment durant dècades, permetent adaptar les infraestructures. A més, les empreses ja estan millorant les xarxes per afrontar aquest canvi. 

3. Les bateries dels EV duren poc:  Hi ha una percepció equivocada que les bateries dels VE només aguanten uns 100.000 km. No obstant això, les garanties de la majoria de fabricants cobreixen les bateries durant períodes i quilometratges superiors.

L’experiència real dels VE en circulació demostra que mantenen almenys el 80% de la seva capacitat durant més de 300.000 km. Per exemple, el Tesla Model S registra una caiguda inicial del 5% de capacitat després de 80.000 km, seguida d’un altre 5% en els següents 250.000 km. 

4. L'oferta i diversitat de cotxes elèctrics encara és petita:  Actualment, l’autonomia mitjana d’un VE als EUA és d’uns 400 km per càrrega. Tenint en compte que el 99% dels viatges són inferiors a 150 km i que el conductor mitjà recorre uns 50 km diaris, aquesta autonomia cobreix de sobres les necessitats quotidianes.

Tot i això, és cert que factors com la velocitat elevada o les temperatures extremes poden reduir l’autonomia fins a un 40%. Amb tot, la varietat de models disponibles al mercat està creixent ràpidament, ampliant les opcions per a diferents necessitats. 

5. La càrrega sempre serà massa lenta: El temps de càrrega s’ha reduït significativament. Els VE moderns poden carregar-se del 10% al 80% en només 18 minuts en estacions de recàrrega ràpida de potències elevades. A més, nous dissenys de bateries podrien reduir aquest temps a menys de deu minuts en un futur proper.

Tanmateix, per a la majoria de conductors, la càrrega es realitza a casa, a la feina o en zones d’aparcament, eliminant la necessitat de recàrregues constants durant el dia

6. No es poden reciclar les bateries dels vehicles elèctrics:  Encara que d’aquí a uns anys les bateries obsoletes augmentaran, ja hi ha empreses desenvolupant tecnologies eficients de reciclatge. A més, moltes bateries retirades dels vehicles poden reutilitzar-se en altres aplicacions, com el suport a les xarxes elèctriques, on la pèrdua del 20% de capacitat no representa un desavantatge significatiu

7. Els vehicles elèctrics són pitjors per al medi ambient:  És cert que la fabricació de VE, especialment de les bateries, té un impacte ambiental. No obstant això, diversos estudis del cicle de vida mostren que els VE són més sostenibles que els vehicles de combustió, gràcies a una menor complexitat en el seu muntatge i a una major eficiència energètica.

Mentre que un motor de combustió converteix només el 30% de l’energia del combustible en potència útil, els motors elèctrics aconsegueixen una eficiència del 60% al 77%. A llarg termini, els VE contribueixen més positivament al clima que els vehicles tradicionals. 

En general, els vehicles elèctrics són una aposta clara pel futur sostenible de la mobilitat, superant els mites que sovint s’utilitzen per desacreditar-los.

Ramon Gallart

Corredor Energètic del Caspi al Mar Negre per Connectar amb Europa.

Azerbaidjan proposa  crear un ambiciós corredor energètic transcontinental que connectarà l'energia renovable del Caucas amb Europa.

Aquest projecte té com a objectiu exportar electricitat neta generada a l'Azerbaidjan i Geòrgia, així com energia eòlica marina del Mar Caspi, fins a Europa mitjançant una línia submarina que travessarà el Mar Negre.

Un Projecte de Gran Envergadura

Aquest corredor energètic començarà amb la producció d'energia eòlica, solar i hidroelèctrica a l'Azerbaidjan i Geòrgia. Una línia de transport de llarga distància transportarà fins a 1,5 GWs d'electricitat neta fins a Anaklia, a la costa est del Mar Negre. Des d'allà, un cable submarí de 1.200 km travessarà el mar fins a Constança, Romania, des d'on es distribuirà per la resta d'Europa. Es calcula que la construcció d'aquest cable podria trigar sis anys i tindrà un cost estimat de 3.500 milions d'euros.

Els impulsors del projecte asseguren que aquest corredor ajudarà a reduir les emissions de carboni, proporcionarà una font estable d'energia per a Europa i contribuirà al desenvolupament econòmic de la regió. No obstant això, l'execució d'aquesta infraestructura planteja grans reptes tant tècnics com polítics.

El Repte del Cable Submarí HVDC

El punt clau del projecte és la construcció d'un cable de corrent continu d'alta tensió (HVDC) al Mar Negre. Aquesta línia s’estendrà per zones de fins a 2 km de profunditat i zones perilloses per la presència de mines flotants després de la invasió russa d'Ucraïna. En comparació, l'enllaç submarí més llarg actual, el North Sea Link, només cobreix 720 km entre Anglaterra i Noruega, amb una profunditat màxima de 700 metres.

Malgrat l’ambició, hi ha projectes més llargs en marxa, com l'Australia-Asia PowerLink, que pretén enviar energia solar des d'Austràlia a Singapur a través d’un cable submarí de 4.300 km, i el projecte marroquí que planeja portar energia a Anglaterra al llarg de 3.800 km.

Generació d’Energia i Reptes Locals

Per omplir aquest corredor energètic, la regió del Caucas haurà d’augmentar la producció d'energia verda. Geòrgia, que ja produeix més del 80% de la seva electricitat amb energia hidroelèctrica, espera aprofitar més potencial hidràulic. Tanmateix, la construcció de centrals hidroelèctriques ha generat oposició per part de comunitats locals i grups ecologistes. 

Per la seva banda, l'Azerbaidjan compta amb una inversió important en projectes eòlics i solars. Masdar, una empresa dels Emirats Àrabs Units, ha començat projectes de fins a 1 GW de capacitat i té plans per expandir fins a 9 GW abans del 2030. ACWA Power, d'Aràbia Saudita, també preveu un augment substancial de la seva capacitat de generació renovable a la regió.

Suport Polític i Obstacles de Seguretat

El projecte ha rebut el suport dels governs de l’Azerbaidjan, Geòrgia, Romania i Hongria, que han creat una empresa conjunta per gestionar-lo. La Unió Europea, a través d’un memoràndum amb aquests països, ha mostrat interès en el corredor com una infraestructura de prioritat, amb la possibilitat de finançar fins al 50% del cost.

Tot i aquest suport, les rutes marítimes al Mar Negre han esdevingut més insegures des de la guerra a Ucraïna. Malgrat això, aquest projecte podria promoure la cooperació regional.

La COP29 oferirà una oportunitat clau per impulsar el projecte, tot i que encara queda per veure si la conferència ajudarà a resoldre els obstacles que impedeixen el seu avanç.

Ramon Gallart

Nou motor tèrmic.

La major part de l'electricitat mundial es genera mitjançant turbines de vapor, que funcionen gràcies a la combustió de carbó, gas i la fissió nuclear. Tradicionalment, les cèl·lules termofotovoltaiques (TPV) no han estat tan eficients com aquestes turbines, ja que només transformaven el 20% de l'energia tèrmica en electricitat, en contrast amb el 35% que aconsegueixen les turbines de vapor.

No obstant això, en el futur es podria emmagatzemar l'energia generada a partir de fonts renovables com a calor en bateries tèrmiques i convertir-la novament en electricitat utilitzant cèl·lules TPV.

Des de la Revolució Industrial, l'energia generada per vapor ha estat un puntal del progrés modern. Encara avui, la major part de l'electricitat es produeix mitjançant turbines de vapor que utilitzen combustibles com el carbó, el gas o la fissió nuclear.

Ara bé, un nou tipus de motor tèrmic, desenvolupat per investigadors del MIT i el National Renewable Energy Laboratory (NREL), ha aconseguit superar l'eficiència de les turbines de vapor gràcies a innovacions en la forma en què es genera i emmagatzema l'energia.a.

Un dels reptes actuals és que, tot i que el cost de produir electricitat amb fonts renovables ha caigut dràsticament en la darrera dècada (l'Agència Internacional de l'Energia va destacar el 2020 que l'energia solar s'havia convertit en la font més barata de la història), encara es depèn dels combustibles fòssils per a dos terços de la producció elèctrica mundial, ja que són més fiables i disponibles. Les renovables són més beneficioses per al medi ambient, però les limitacions en l'emmagatzematge d'energia fan que la seva disponibilitat no sigui constant.

Les bateries actuals poden emmagatzemar energia renovable, però amb pèrdues de càrrega al llarg del temps, cosa que limita el seu ús a períodes de dies o setmanes. Això impedeix acumular grans quantitats d'energia solar durant l'estiu per utilitzar-la a l'hivern. Per això, els sistemes de bateries tèrmiques es plantegen com una alternativa prometedora per millorar la fiabilitat de la xarxa renovable.

Més del 90% de l'electricitat global es genera a partir de calor, utilitzant motors tèrmics per convertir aquesta energia en electricitat. Les turbines de vapor, que funcionen escalfant aigua fins a convertir-la en vapor per fer girar una turbina, són l'exemple més comú. En canvi, les cèl·lules TPV utilitzen materials semiconductors per transformar directament els fotons d'una font de calor en electricitat.

Les cèl·les TPV tenen l'avantatge de no tenir parts mòbils, fet que redueix els costos de manteniment en comparació amb les turbines de vapor. A més, poden operar a temperatures més altes, cosa que en millora l'eficiència. Tot i això, tradicionalment han estat menys eficients, amb una conversió del 20% de l'energia tèrmica, enfront del 35% de les turbines.

El motor tèrmic desenvolupat pel MIT representa un avenç per a l'ús de les renovables. Aquest sistema pot emmagatzemar l'energia generada per fonts renovables com el vent o el sol en forma de calor, utilitzant dipòsits de metall líquid aïllats per a emmagatzematge a llarg termini. Quan es necessita tornar a convertir aquesta calor en electricitat, es poden utilitzar cèl·les TPV.

El 2019, els investigadors del MIT van estimar que assolir un 35% d'eficiència faria viables els sistemes de bateries tèrmiques. Ara, amb la col·laboració dels científics de l'NREL, han aconseguit dissenyar un sistema que converteix la calor de fins a 2.400 ºC en electricitat amb una eficiència propera al 40%.

La clau d'aquest avenç és la utilització de múltiples capes de materials semiconductors, on cadascun absorbeix fotons de diferents longituds d'ona (visible, ultraviolada i infraroja). Un mirall daurat reflecteix els fotons no absorbits cap a la font de calor, reduint els residus. Aquesta innovació ha permès situar les cèl·lules TPV en un rang d'eficiència competitiu.

Aquestes cèl·les TPV podrien ser la peça clau per impulsar l'ús de les energies renovables i aconseguir una xarxa elèctrica completament descarbonitza.

Font: Article original  Freethink

El món en constant evolució de la invenció

Cada descobriment comença amb un problema, i amb l'espurna de creativitat que veu un obstacle com un repte i no com una realitat inamovible.

Per exemple, imaginem-nos un nen o nena de 7 anys que un dia durant la classe de manualitats, es demana  als alumnes que construeixin una torre amb blocs que sigui prou alta per sostenir una pilota de ping-pong al seu cim, però amb la condició que la torre no caigui quan s'hi col·loqui la pilota.

Mentre altres nens i nenes apilen els blocs de forma recta i vertical, moltes torres es desestabilitzen i cauen quan s'hi posa la pilota. Un nen o nena es capaç d'observar el problema i decideix fer servir la seva creativitat per trobar una solució diferent. En comptes de seguir la manera tradicional, pensa en com les estructures del món real aconsegueixen estabilitat. Així, decideix construir la seva torre en forma de piràmide, amb una base ampla i robusta que va reduint-se a mesura que s'acosta al cim.

Quan arriba el moment de col·locar la pilota, la torre es manté sòlida i estable, sorprenent tant al professor/ra com els seus companys de classe. Gràcies a la seva capacitat per pensar de manera diferent i aplicar coneixements d'altres àmbits (com la forma de les piràmides o dels edificis), s'ha trobat una solució creativa i innovadora al repte proposat.

Aquest acte simple i divertit il·lustra una veritat més profunda: la capacitat d’inventar és innata i es pot cultivar en qualsevol persona I  a qualsevol lloc, només cal l'entorn i la voluntat.

La invenció no és el domini  exlusiu, sinó el resultat de la curiositat, els recursos i l'encoratjament. Aquesta creença haurià de fer possilbe fomentar una nova generació que pensa de manera creativa i actua amb valentia.

La història ens mostra que la invenció sempre ha estat un camp obert. Perm exemple, patentar quelcom esdevé com el principi que qualsevol persona amb una idea innovadora pot ser inventor, independentment del seu origen. La invenció és  basa  en la motivació com a necessitat personal i no la producció en massa. Però per abordar els reptes més grans de la societat, les invencions sovint necessiten més que la determinació d’una sola persona; necessiten col·laboració, inversió i infraestructura.

Portar una invenció al següent nivell sempre ha requerit recursos. per exemople, la invenció de la ràdio va ser el resultat d'una sèrie d'avenços científics i tecnològics a finals del segle XIX. Tot i que diversos inventors van contribuir al seu desenvolupament, es destaca l'italià Guglielmo Marconi, qui va aconseguir la primera transmissió de senyals de ràdio a llarga distància el 1895. La ràdio va revolucionar la comunicació global, permetent la transmissió de veu i música a través de grans distàncies, i va establir les bases per a les modernes telecomunicacions. Per tant, va ser una invenció revolucionària però limitada donat què, va caldre més innovació, juntament amb la formació de Bell Labs, per transformar aquell dispositiu en un sistema de comunicació capaç de travessar continents.

Avui en dia, l'escala d'aquests projectes és enormed odnades diverses iniciatives que tenen com a objectiu donar suport a la producció nacional de xips i destina milers de milions a la investigació i desenvolupament. La importància d'escalar es reflecteix en projectes com els rellotges atòmics comercials, on els investigadors han hagut de simplificar i adaptar configuracions de laboratori sofisticades per a la producció en massa.

La IA s’ha convertit ara en una eina essencial en aquest paisatge canviant. Imagina tenir assistents digitals capaços d'explorar infinites possibilitats i iterar conceptes més ràpidament que qualsevol equip humà. JA hi han empreses que estan utilitzant la IA per automatitzar moments de "eureka", i emprenedors que engresquen a les startups a aprofitar aquestes tecnologies per provar i perfeccionar idees ràpidament.

No obstant això, amb l'augment de patents, és cada cop més difícil determinar quines invencions perduraran en el temps. Algunes patents fonamentals, com va ser la màquina de cosir o el ciment Portland d’un paleta anglès, van donar peu a indústries senceres. Avui dia, els innovadors experimenten amb formulacions de ciment ecològic per reduir l’impacte ambiental del formigó, impulsats per la necessitat urgent de solucions sostenibles en un món en construcció ràpida.

La gran innovació és complexa i exigeix un coneixement profund. Hi ha un estidi que  demostren que l'edat mitjana dels innovadors ha augmentat, cosa que reflecteix les capes creixents d'expertesa necessàries per entendre i abordar els reptes moderns. 

I qui sap? Les innovacions de demà podrien venir dels nens i nenes que avui juguen amb eines com LEGO, ScratchJr o el kit de robòtica KIBO, imaginant un món que només ells poden concebre. Amb el suport adequat, podrien acabar reinventant la mateixa invenció, convertint els seus somnis en la pròxima onada de tecnologies transformadores.

Ramon Gallart.

 

 

Electrificació de les flotes d'autobusos municipals.

En un article publicat a la revista Transportation Transportation Research i medi ambient, es presenta un nou marc per analitzar l'eficàcia i el potencial de les polítiques d'electrificació de la mobilitat. Aquest marc inclou estimacions detallades dels costos per millorar la infraestructura, així com els costos d'operació i manteniment, el preu de les emissions de carboni i els costos socials associats a la contaminació atmosfèrica en quatre ciutats canadenques.

Segons l'estudi, l'electrificació de les flotes d'autobusos pot proporcionar reduccions significatives tant en les emissions totals de gasos d'efecte hivernacle com en els costos de manteniment i els costos sanitaris vinculats als efectes de la contaminació en la salut pública.

En Es calcula que el 22% de les emissions de gasos d'efecte hivernacle (GEH) al Canadà provenen del sector del transport. Per això, reduir-ne la dependència és fonamental per assolir els objectius de l’Acord de París. La investigació revela que, entre el 2019 i el 2030, les emissions acumulades de GEH de les flotes d'autobusos a Toronto, Mont-real, Edmonton i Halifax es podrien reduir en un 18,7%, 30,1%, 21,3% i 34,6% respectivament.

L'estudi inclou una àmplia recopilació de dades sobre variables diverses com:

1.- Anàlisi detallada dels vehicles,

2.- Estoc de la flota d'autobusos,

3.- Anys de servei,

4.- Consum de combustible,

5.- Sistemes de propulsió.

Aquestes dades es complementen amb un estudi sobre la transició a la propulsió elèctrica, tenint en compte la vida útil prevista dels autobusos, la probabilitat de supervivència, la demanda futura estimada, i l'anàlisi d'objectius de penetració d'autobusos elèctrics, mètodes de càrrega i quilometratge diari. També s'ha inclòs una anàlisi cost-benefici mitjançant el model de planificació de sistemes d'energia a llarg termini.

Els càlculs inclouen factors com el cost global de generació d'electricitat (especialment per als sistemes elèctrics), els costos dels vehicles, els preus del carboni, i les projeccions de costos d'operació i manteniment, a més dels costos econòmics associats a la contaminació de l'aire i la infraestructura.

El canvi dels autobusos dièsel tradicionals als elèctrics suposa una inversió significativa per als operadors. Tanmateix, una renovació gradual amb la introducció temporal d’autobusos híbrids, com s'ha fet a Toronto i Mont-real, podria reduir els costos inicials i les emissions.

A més, caldrà ajustar paràmetres operatius com el quilometratge diari per optimitzar costos d'operació després de la transició.

Els autobusos elèctrics representen una inversió econòmica important, i també és essencial assegurar que la generació d’electricitat es basi en fonts renovables per maximitzar la reducció d'emissions de GEH. Per tant, la cooperació entre operadors, fabricants d’autobusos i proveïdors d’energia és indispensable.

Font: Owen Waygood de l'École Polytechnique de Montreal 

Entendre la Pobresa Energètica

Estar en pobresa energètica significa que una llar no pot permetre's l'energia necessària per cuinar, escalfar o il·luminar la casa.

Segons l’Associació Catalana de Ciències Ambientals , es considera que una llar es troba en situació de pobresa energètica quan és incapaç de pagar una quantitat de serveis d'energia suficients per a la satisfacció de les seves necessitats domèstiques i/o quan es veu obligada a destinar una part excessiva dels seus ingressos a pagar la factura energètica de la seva llar.

La renda familiar, els preus de l’energia i l’eficiència energètica de la llar són els factors que determinen, a nivell de llar, la situació de pobresa energètica. Tal com assenyalen des de l’Associació, aquests components permeten comprendre com sorgeix aquesta problemàtica i proporcionen punts d’entrada per a la definició de polítiques públiques encaminades a fer front a aquesta problemàtica.

A Espanya, la pobresa energètica s’ha convertit en un problema estructural que s’agreuja cada any. Segons el XIII Informe sobre l’Estat de la Pobresa de la Xarxa de Lluita contra la Pobresa i l’Exclusió Social a l’Estat Espanyol (EAPN-ES), la pobresa energètica a Espanya ha augmentat un 138% des de 2008, afectant el 2022 (últim dada disponible) al 17,1% de la població, que no va poder mantenir la seva llar a una temperatura adequada.

És important assenyalar que les llars en situació de pobresa i exclusió social solen patir una major ineficiència energètica, degut a un dèficit en l’aïllament, problemes d’infrahabitatge i insalubritat, i ús d’instal·lacions i electrodomèstics poc eficients. Així ho revela l’estudi d’EAPN-ES: gairebé 1 de cada 3 persones en risc de pobresa no pot mantenir la seva llar a una temperatura adequada.

Segons Eurostat, el 9,3% de les llars europees no van poder mantenir la seva llar prou calenta el 2022, amb oscil·lacions que evidencien una gran desigualtat entre països, des del 1,4% a Finlàndia, el 2,1% a Luxemburg i el 2,6% a Eslovènia fins al 18,7% a Grècia, el 19,2% a Xipre i el 22,5% a Bulgària.

Per garantir l’accés als subministraments bàsics de les llars en situació de vulnerabilitat, es recomanen mesures com impulsar un Bo social energètic que contempli tarifes socials per a diferents subministraments, inclòs l’aigua potable; alleujar la càrrega burocràtica desincentivadora, simplificant al màxim la informació disponible i la seva tramitació; i revisar els llindars de renda establerts per a l’obtenció del Bo, valorant utilitzar el salari mínim interprofessional en lloc de l’IPREM.

En un context de crisi ecològica amb resultats en condicions climàtiques extremes, és necessària una transició ecològica que tingui en compte la realitat de les persones i famílies en situació de pobresa i/o exclusió. Les famílies més vulnerables són les primeres en patir les conseqüències de les catàstrofes naturals, els canvis bruscos de temperatura o les pujades de l’energia, sense poder fer front al pagament de subministraments.

Es necessita una comprensió més àmplia de la privació energètica, reconeixent que una petita diferència percentual en els ingressos pot alterar dràsticament la percepció de la pobresa entre països. Acabar amb la pobresa en totes les seves expressions és una decisió política i una qüestió de drets. 

Ramon Gallart

Reptes de la Transició energètica a ENLIT

La fira Enlit Europe s’ha convertit en un punt de trobada clau per als líders del sector energètic, on es discuteixen els avenços i desafiaments relacionats amb la transició energètica.

Un dels temes de més rellevacia actualment és la necessitat d’invertir en la digitalització de les xarxes de distribució elèctrica europees, no només com un pas tecnològic, sinó com una inversió estratègica que aporta valor als diferents actors de l'ecosistema energètic.

Per entendre millor aquesta necessitat, imaginem que les xarxes elèctriques són com el calçat que necessitem per caminar cap al futur energètic. De la mateixa manera que un calçat inadequat pot causar problemes, des d’incomoditat fins a lesions, unes xarxes elèctriques desactualitzades o mal gestionades poden generar ineficiències, apagades o fins i tot retardar la transició cap a una energia més sostenible i accessible.

Llavors, una inversió adequada seria com calçar-se correctament per tant, invertir en la digitalització de les xarxes de distribució és com triar el calçat adequat per al viatge. 

Cal un calçat que s'ajusti a les necessitats, que sigui durador, que ofereixi comoditat i eficiència durant el recorregut. Aquí és on entren els actors clau de la indústria:

1.- Operadors de xarxes: Adoptant tecnologies digitals, com sensors, sistemes avançats de gestió de xarxes, integració de nosu actius basta en electrònica de potencia conjutament amb l'anàlisi de dades en temps real, son els que optimitzen la gestió dels fluxos d’energia, millorar la resiliència davant avaries i ser més proactius davant el creixent ús de fonts renovables. 

Això és com tenir un calçat resistent i adaptat a diferents terrenys, preparat per a qualsevol imprevist.

2.- Usuaris de la xarxa elèctrica: Mitjançant la digitalització, se'ls ofereix la possibilitat de convertir-se en prosumidors, gestionant el seu consum de manera més eficient i col·laborant en l’equilibri de la xarxa. És com triar unes sabates que ens permetin caminar amb més llibertat i flexibilitat, adaptant-nos a l’entorn.

3.- Inversors i reguladors: Per a ells, el valor resideix a assegurar que les inversions en digitalització es tradueixin en un retorn sostenible, tant en termes financers com en millores mediambientals i sobre tot en els terminis que la tecnologai avança per aportar valor a la societat. Això implica escollir el calçat que millor s’adapti a les demandes del mercat, assegurant que la xarxa pugui suportar els reptes futurs amb eficiència.

La digitalització de les xarxes de distribució elèctrica a Europa és com calçar-se adequadament per a la transició energètica. Només així podrem avançar amb seguretat i eficiència cap a un sistema elèctric més intel·ligent, resilient i sostenible, beneficiant a tots els actors involucrats en aquest viatge.

Ramon Gallart

Reptes energètics.

La darrera setmana vaig estar participant en diferents events per donar una enfoc de com les xarxes elèctriques i els nous actius com poden ser les bateries, son cluas per la electrificació de l'energia i això, com hauria d'impactar favorablement en el teixit industrial espanyol sense oblidar a la societat.

En base a diferents lectures que vaig fer des de diverses fonts, destaca com la dependència energètica d'Espanya planteja seriosos interrogants sobre la viabilitat de la transició cap a l'autosuficiència.

Actualment, el país continua important un 70% de la seva energia, amb una forta dependència del petroli i el gas natural. Tot i que aquesta xifra ha disminuït el 2023, la meta en el PNIEC per reduir la dependència al 50% per a 2030 sembla un repte llunyà.

Malgrat els avenços en energies renovables, com l'eòlica i la solar, el progrés continua sent insuficient. Sectors emergents, com els biocombustibles i l'hidrogen verd, avancen a un ritme lent, desaprofitant el gran potencial d'Espanya. Aquest retard és especialment preocupant si es compara amb la resta de la Unió Europea, on l'adopció de tecnologies netes,  avança més rapidament però, ho ha de fer encara més.

Per si no hi hagés prou la situació es complica tenint en compte que l'energia nuclear, que actualment representa el 20% de la generació elèctrica a Espanya, desapareixerà el 2035. Tot i que és una font energètica sense emissions de carboni, la resistència política i social cap a aquesta tecnologia deixa poques opcions a mitjà termini.

Tot això em porta a veure una desconnexió entre les ambicions polítiques i la realitat industrial del país. No només estan en joc els objectius de sostenibilitat, sinó també la competitivitat econòmica de sectors clau, com per exemple la indústria automobilística, que ja mostra símptomes d'afebliment, amb nivells de producció per sota dels registres previs a la pandèmia. Un altre aspecte es que el teixit industrial tecnologic especialitzat en el sector energètic, també mostra una retrocés en el lideratge a nivell EU.

En definitiva, Espanya ha d'accelerar i reforçar la seva estratègia energètica. Sense una acció decidida i eficaç per impulsar les energies renovables i modernitzar la indústria, el país corre el risc de quedar enrere en un escenari global que es mou ràpidament cap a un futur més sostenible.

Ramon Gallart

Manteniment predictiu a la xarxa de distribució.

Les xarxes elèctriques són cada vegada més complexes de gestionar, especialment amb la creixent integració de fonts d'energia renovable.

En aquest context, és essencial identificar sistemes de manteniment predictiu capaços de preveure la fallada de components crítics, com els interruptors de potència. Actualment, els operadors de les xarxes de distribució tendeixen a substituir els actius quan ja han fallat o a partir d'una estimació de la seva vida útil, cosa que sovint provoca reemplaçaments innecessaris i un augment dels costos

Els sistemes de manteniment predictiu, basats en la captura de dades operatives i en l'anàlisi de la informació provinent de sensors, ofereixen una solució a aquest problema. Aquests sensors poden mesurar el flux d'electricitat, detectar sobreescalfament amb sensors tèrmics, monitoritzar la qualitat de l'aire i identificar intrusions amb càmeres. Aquesta combinació d'informació permet avaluar l'estat real dels actius i predir amb precisió el temps de vida útil restant, optimitzant la seguretat i reduint els costos.

Malgrat els avantatges, els operadors de les xarxes de distribució (DSOs) mostren poc interès a prioritzar aquestes tecnologies predictives. Tot i que estan disposats a invertir en productes intel·ligents que informin de l'estat dels actius, encara no existeix una cultura sòlida per implementar sistemes que anticipin avaries.

Tanmateix, la incorporació de la intel·ligència artificial (IA) en les tasques de manteniment ofereix una oportunitat clau. A mesura que les xarxes es diversifiquen i interactuen amb les energies renovables, la IA i els sistemes de manteniment predictiu es convertiran en eines fonamentals, reduint costos operatius i temps d'inactivitat, alhora que incrementen l'eficiència i fiabilitat de les xarxes.

Ramon Gallart

El futur de la competitivitat europea

El pasat 9 d'octubre, el professor Draghi va presentar el seu informe sobre els reptes que afronta Europa, especialment les seves vulnerabilitats econòmiques.

Aquest informe presenta una anàlisi detallada del panorama energètic d'Europa i els passos estratègics necessaris per assegurar la seva competitivitat econòmica i la seguretat energètica. La discussió destaca els reptes crítics, incloent-hi la dependència excessiva de fonts externes com Rússia, l'abandonament de l'energia nuclear i les oportunitats perdudes en tecnologia solar. L'informe subratlla la necessitat que Europa harmonitzi les seves polítiques industrials, energètiques i comercials, especialment davant l'evolució dels mercats globals i els avenços tecnològics.

Històrica dependència energètica: La dependència d'Europa de l'energia russa, especialment del gas natural, s'ha convertit en una vulnerabilitat important, agreujada per l'escenari geopolític arran de la invasió russa a Ucraïna.

La reducció de l'energia nuclear, que una vegada representava el 30% de l'electricitat d'Europa, i ara s'ha reduït al 15%, ha disminuït la independència energètica d'Europa.

La manca d'una estratègia coherent va portar Europa a cedir el lideratge en tecnologia solar a la Xina.

Reptes actuals del mercat energètic: Els preus de l'energia a Europa són volàtils, amb el gas natural afectant desproporcionadament el preu de tota la barreja energètica, tot i l'augment de les energies renovables.

Les polítiques fiscals d'Europa han convertit l'energia en una font important d'ingressos per als pressupostos nacionals, contribuint encara més a la inestabilitat dels preus.

Camí cap a la competitivitat futura: La integració de les energies renovables és fonamental. L'informe suggereix que Europa ha de reduir la seva dependència del gas natural i desvincular els preus de l'energia de la volatilitat del mercat del gas.

Les tecnologies avançades com l'hidrogen, la captura de carboni i l'energia nuclear (especialment els reactors modulars petits) són essencials per reduir l'impacte ambiental i enfortir la resiliència industrial d'Europa.

Innovació i política industrial: Europa ha d'invertir en innovació en tot el sector energètic, promovent tecnologies que redueixin la dependència dels minerals crítics i fomentant principis d'economia circular.

És urgent una estratègia europea unificada per millorar la coordinació entre els estats membres i alinear les polítiques energètiques, industrials i comercials.

Donar suport tant al costat de la demanda com a l'oferta de tecnologies renovables, alhora que es fomenten associacions amb aliats globals com els EUA, el Japó i el Canadà, és crucial per a l'autonomia estratègica d'Europa.

Consideracions geopolítiques: L'informe destaca la importància estratègica de reduir la dependència de països com la Xina en matèria de minerals crítics i fabricació de tecnologia. Diversificar i establir associacions més sòlides amb països africans i altres actors globals és necessari per assegurar els materials necessaris.

El paper de l'energia nuclear i l'hidrogen: L'energia nuclear, tant en les tecnologies tradicionals com en les innovadores com els reactors modulars petits (SMR), ha de jugar un paper central en la transició energètica d'Europa.

L'hidrogen i les tecnologies de captura de carboni són clau per descarbonitzar les indústries intensives en energia d'Europa, especialment per reduir les emissions dels sectors de la manufactura i el transport.

Oportunitats dels mercats energètics globals: L'informe assenyala desenvolupaments positius en el mercat mundial del gas natural, on s'espera que l'oferta creixi gràcies a l'augment de la producció de països com els EUA i Qatar. Aquest canvi presenta una oportunitat per a Europa per estabilitzar el seu subministrament energètic i els preus.

L'informe insta Europa a adoptar una estratègia energètica coordinada i orientada al futur que aprofiti les tecnologies renovables, enforteixi les polítiques industrials i mitigui la dependència energètica de fonts externes. Mitjançant la promoció de la innovació, l'enfortiment de les aliances i la descarbonització del sistema energètic, Europa pot assegurar el seu futur econòmic i energètic en un paisatge global en ràpida evolució.

Ramon Gallart
https://www.youtube.com/watch?v=5eEBV31bcqk

Cap a les ciutats intel·ligents.

El futur de les ciutats, tal com les coneixem, està canviant ràpidament, avançant cap a un model de ciutat intel·ligent. De fet, la infraestructura necessària per fer realitat aquestes ciutats ja s'està construint.

Gràcies a l'ús de tecnologia avançada, les ciutats poden automatitzar molts dels seus serveis. Per garantir el bon funcionament d'una ciutat intel·ligent, es recullen dades de diverses fonts, com ara els telèfons mòbils i els sensors connectats a xarxes d'alta velocitat. Aquestes dades es processen amb l'ajuda d'ordinadors que utilitzen intel·ligència artificial i tècniques de deep learning per analitzar-les i predir tendències que afecten la ciutat.

Alguns dels usos més comuns d'aquesta tecnologia en ciutats intel·ligents inclouen la gestió del trànsit i dels residus. Per exemple, el reconeixement de matrícules pot identificar vehicles que infringeixen les normes de trànsit, mentre que els algorismes de deep learning poden ajudar a regular el flux de trànsit anticipant congestions. A més, es poden reduir les emissions de CO2 informant els conductors sobre possibles retards i oferint rutes alternatives. Pel que fa a la gestió de residus, mitjançant programes d'IA, es poden classificar de manera eficient els materials reciclables i controlar els nivells de capacitat dels contenidors per optimitzar la seva recollida.

Per millorar les ciutats i fer-les més intel·ligents, és essencial oferir formació que ensenyi els fonaments necessaris per transformar un municipi en àmbits com l'assistència sanitària, el transport, l'energia i la seguretat. Aquesta formació ha d'incloure tant els aspectes tècnics com els socials, per assegurar que els canvis siguin sostenibles i beneficiosos per a la comunitat.

Call entendre la història i l'impacte social darrere de les ciutats intel·ligents, ja que això permet establir unes bases sòlides per al desenvolupament eficient d'aquestes. Analitzar exemples de ciutats intel·ligents arreu del món ens pot oferir una visió clara de com han evolucionat i com les innovacions tecnològiques han transformat la vida quotidiana de les persones, tant en aspectes positius com en reptes que cal afrontar.

En l'àmbit de la sanitat, els professionals mèdics han d'estar ben formats en les noves tecnologies que permeten gestionar digitalment les dades de salut. Això inclou comprendre com funcionen sistemes avançats com la impressió 3D per a la creació de pròtesis i models anatòmics, la cirurgia robòtica que millora la precisió quirúrgica, i la telemedicina, que facilita l'accés a l'atenció mèdica des de qualsevol lloc. A més, és fonamental garantir que aquestes innovacions es despleguin d'una manera que protegeixi la seguretat i la privacitat de les dades mèdiques, amb un focus especial en els protocols de ciberseguretat.

Pel que fa al transport, les ciutats intel·ligents depenen de sistemes de transport intel·ligents que han de tenir en compte la seguretat viària, l'aparcament, la gestió del trànsit i la reducció d'emissions. Aquestes tecnologies ajuden a optimitzar el trànsit urbà, evitant congestions i reduint la contaminació, alhora que milloren la qualitat de vida dels ciutadans amb un transport més eficient i sostenible.

En relació amb l'energia, les ciutats intel·ligents han de respondre a les necessitats creixents de distribució sostenible. La implementació de tecnologies de xarxes intel·ligents (smart grids) permet una gestió eficient de l'energia, integrant fonts renovables com l'energia solar i l'eòlica. Això no només millora l'eficiència energètica a les llars i empreses, sinó que també redueix la petjada de carboni de les ciutats.

No obstant això, amb la integració creixent de tecnologies en una plataforma comuna, les ciutats intel·ligents es tornen més vulnerables a ciberatacs i violacions de dades. Per tant, és imprescindible formar els professionals i els responsables municipals en ciberseguretat. Han de conèixer els diferents tipus de ciberatacs, com poden afectar la seguretat i la privacitat de les persones, i com mitigar els riscos associats. La seguretat cibernètica no només protegeix la infraestructura tecnològica, sinó també els drets i la confiança dels ciutadans.

En definitiva, la transformació cap a ciutats intel·ligents requereix una combinació de formació tècnica, comprensió social i desenvolupament tecnològic, sempre amb una mirada cap a la seguretat i la sostenibilitat.

Ramon Gallart