Catalunya i les energies netes.

Les empreses catalanes, no assoliran els ambiciosos objectius climàtics a no ser que, ràpidament s'imposi una legislació i regulacions per fomentin augmentar la demanda de formes d'energia més netes.

Complir algunes de les disposicions administratives  que desbloquegi l'accés a les fonts renovables li costa trobar un consens entre la seguretat de la xarxa elèctrica, els requisits climàtics i compromís del territori.

Possiblement, encara calen més polítiques per ajudar a reduir els costos de moltes tecnologies lliures d'emissions carboni i les respectives infraestructures per garantir que sigui possible assolir els objectius de descarbonització. No obstant, les empeses i la societat, tenim la responsabilitat de promoure polítiques que beneficiïn l'economia catalana. Per això, cal treballar conjuntament perquè es posin en valor els beneficis per a tothom.

Els beneficis fiscals i les subvencions poden ajudar a minvar els costos superiors dels recursos d'energia neta, però això no te sentit si no va acompanyat d'una adequada divulgació que faci entendre la necessitat de generació d'energia renovable. En primer lloc, els incentius haurien de prioritzar el suport a la construcció de parcs de generació solar i eòlics, tecnologies com ara l'emmagatzematge d'energia i el transport d'alta tensió, totes tres són crítiques per integrar recursos d'energia renovable variable. En segon lloc, els incentius haurien d'estar disponibles per a totes les tecnologies d'energia lliure de carboni.

Els responsables polítics haurien de proporcionar un millor suport a les tecnologies de nova generació i adaptar aquest suport per impulsar la innovació contínua i la reducció de costos. 

Les plantes d'energia que no emeten CO2, com són les centrals nuclears, s'acabaran tancant, independentment siguin segures pel que fa a la seva explotació. La pèrdua de quantitats tan grans d'energia elèctrica lliure de carboni de forma immediata podria fer que la tasca de descarbonitzar el sistema elèctric sigui més difícil.

Els ecologistes han criticat a algunes administracions per haver retrocedit als compromisos climàtics. No obstant això, cal  un canvi complet del sistema perquè es descarbonitzi l'electricitat.

És més urgent que mai  accelerar la transició cap a una energia neta, la realitat és que, per complir amb un futur energètic sense carboni les 24 hores del dia, els 7 dies de la setmana, les polítiques i els mercats actuals que regeixen l'actual sistema, han de canviar.

Les empreses també s'enfronten a la pressió d'inversors preocupats per qüestions mediambientals, socials i de governança per no només treballar per descarbonitzar les seves operacions, sinó també per defensar polítiques que donin suport a aquests esforços.

Ramon Gallart

Submarins amb energia nuclear.

Les investigacions sobre la propulsió  nuclear per  submarins va començar a la dècada del 1940 amb els albors de "l'era nuclear". Des de llavors, només sis nacions han tingut i operat submarins nuclears: Xina, França, Índia, Rússia, el Regne Unit i els Estats Units. 

Què és un submarí nuclear? El primer que cal dir és que un submarí amb energia nuclear no és una arma nuclear. A la superfície, s’assemblen a qualsevol altre submarí. La diferència clau rau en la manera com obtenen energia per moure's.

Els inicis de la investigació atòmica, ràpidament els científics es van adonar de les enormes quantitats d’energia alliberada mitjançant la “divisió de l’àtom” que es podia aprofitar per generar electricitat. Els reactors nuclears de les centrals elèctriques porten 70 anys generant electricitat per les llars i les indústries arreu de tot el món. De la mateixa manera, cada submarí nuclear obté l'energia del seu propi reactor miniatura nuclear que està a bord.

Al cor de cada àtom hi ha un nucli atòmic, format per protons i neutrons. El nombre de protons defineix a quin element químic pertany aquell àtom; els nuclis amb el mateix nombre de protons però un nombre variable de neutrons s’anomenen isòtops d’aquest element.

Alguns nuclis molt pesats són altament susceptibles a un procés conegut com a fissió nuclear, pel qual es divideixen en dos nuclis més lleugers amb una massa total inferior al nucli original. La resta es converteix en energia.

La quantitat d'energia alliberada és immensa, com es pot veure a la famosa equació d'Einstein, E = mc² , que  diu que l'energia és igual al canvi de massa multiplicat pel quadrat de la velocitat de la llum.

Els reactors d’un submarí amb energia nuclear solen alimentar-se amb urani. L'urani natural extret del sòl consisteix principalment en un isòtop anomenat urani-238, barrejat amb petites quantitats (0,7%) de l'isòtop clau urani-235. 

Perquè el reactor funcioni, s’ha d’enriquir el combustible d’urani per contenir la proporció desitjada d’urani-235. Per als submarins, normalment és aproximadament del 50%. El grau d’enriquiment del combustible és un factor clau per mantenir una reacció en cadena que proporciona un nivell d’energia consistent i segur.

Dins del reactor, l’urani-235 és bombardejat amb neutrons, cosa que provoca una fissió nuclear a alguns dels nuclis. Al seu torn, s’alliberen més neutrons i el procés continua en l’anomenada “reacció en cadena nuclear”. L’energia es desprèn com a calor, que es pot utilitzar per accionar turbines que generen electricitat per al submarí.

Quins són els pros i els contres de l'energia nuclear del submarins?

Un gran avantatge dels submarins amb energia nuclear és que no requereixen repostar combustible. Quan un d’ells entra en servei, va carregat del combustible d’urani suficient per durar més de 30 anys.

L'alta eficiència de l'energia nuclear també permet que aquests submarins funcionin a gran velocitat durant períodes més llargs que els submarins dièsel-elèctrics convencionals. A més, a diferència de la combustió convencional de combustible, les reaccions nuclears no requereixen aire. Això significa que els submarins nuclears poden romandre submergits durant mesos alhora.

L’inconvenient és el sorprenent cost. La construcció de cada submarí nuclear sol costar uns quants milions de dòlars i requereix de treballadors altament qualificats i amb experiència en ciències nuclears. Amb els seus programes de formació especialitzats que ofereixen les universitats i les agències governamentals de primer nivell mundial.

L’avantatge tàctic dels submarins prové del seu sigil i la seva capacitat per identificar objectius en secret sense ser detectats.

El manteniment de la seguretat, tant per a la tripulació com per al medi natural, és crucial a bord de qualsevol vaixell marítim. Els avenços en els controls i procediments moderns de seguretat fan que els accidents dels reactors en submarins siguin anecdòtics.

Millorar l’eficiència de la captura de carboni.

El Institut Nacional de Metrologia del Regne Unit, NPL juga un paper important en el suport a l'acció de la mitigació del canvi climàtic gràcies a possibilitar les innovacions que ajudaran a la indústria a complir els seus objectius de les reduccions d'emissions de gasos d'efecte hivernacle.

Hi han moltes expectatives en l’emmagatzematge geològic de carboni, però cal una solució més versàtil per la captura de carboni per fer possible la mitigació de les emissions.

Cambridge Carbon Capture (CCC) ha desenvolupat una tecnologia que permet la captura de diòxid de carboni mitjançant un procés de mineralització en dues etapes. En primer lloc, els minerals de silicat es digereixen a baixa energia mitjançant el procés patentat de CCC, per produir un hidròxid de magnesi de baix cost, que s’utilitza per a la captura de carboni. Entre els subproductes d’aquest procés s’inclouen el diòxid de silici, que es pot utilitzar en indústries d’alt valor com seria la fabricació de vidre, i els metalls  com el níquel, el cobalt i el platí necessaris per donar suport als vehicles elèctrics i l’emmagatzematge d’energia renovable.

La segona etapa consisteix en la captura de carboni, on l’hidròxid de magnesi produït en la primera fase del procés reacciona amb el diòxid de carboni d’una sortida per produir carbonat de magnesi, emmagatzemant permanentment el carboni com a substància sòlida. El carbonat de magnesi es filtra i s’utilitza com a valuós material  ignífug  i com a  aïllant tèrmic de pes lleuger per la construcció.

Aquesta tecnologia es pot utilitzar per permetre la producció d’electricitat o d’acer amb zero emissions, així com en col·laboració amb proveïdors de gas per convertir el gas natural en hidrogen d'emissions zero.

La Cambridge Carbon Capture necessitava un equip especialitzat amb experiència per mesurar la mineralització del diòxid de carboni i augmentar l’eficiència de la seva tecnologia de captura de carboni, reduint els costos i augmentant l’adopció d’un material sostenible per part de la indústria a gran escala. Es van apropar al NPL ja que volien obtenir una comprensió més profunda del seu procés de mineralització i de com es pot controlar mitjançant l’espectroscòpia a terahertz.

NPL va utilitzar espectroscòpia a terahertz per controlar el procés de captura de carboni de Cambridge, especialment pel que fa a la cinètica de les reaccions. L'espectropia a Terahertz de mostres minerals en diferents etapes del procés de captura de carboni van revelar el grau de conversió química del material original en la seva forma carbonitzada, proporcionant eines per optimitzar les condicions de reacció. Això va augmentar l'eficiència del procés de bloqueig del diòxid de carboni en forma sòlida.

Els resultats van ajudar a Cambridge Carbon Capture a comprendre millor el procés de mineralització en diverses condicions. També van ser capaços de fer el procés més eficient i, per tant,  reduir els costos i augmentar la probabilitat que la indústria adoptés una àmplia difusió.

Els coneixements detallats de la NPL, van proporcionar guanys d’eficiència desconeguts fins ara en el procés de mineralització. La mesura espectròpica a Terahertz, és una nova tècnica i  la NPL va demostrar que era eficaç en el seguiment del procés de captura de carboni de la CCC, permetent un augment tant de l’eficiència energètica com de l’eficiència de les matèries primeres utilitzades.

Ara la tecnologia es pot utilitzar per crear un producte de major puresa, que és considerablement més valuós.  La Cambridge Carbon Capture està ara en converses precomercials amb clients potencials i espera pilotar la tecnologia a escala comercial. Això conduirà al desenvolupament d'una planta capaç de capturar un megató de carboni a l'any amb ingressos per la venda de subproductes més que cobrir el cost de captura del CO2 . Una vegada que es demostren a gran escala les rutes rendibles cap a la captura i el segrest permanent de carboni, CCC prediu una ràpida captació de la seva tecnologia, que redueix significativament les emissions industrials, ajudant el Regne Unit a assolir els objectius d’emissions zero per al 2050.

A més, la companyia espera que els seus materials de construcció sostenibles siguin particularment útils en països com Bangla Desh, que potser tampoc no ha establert processos de captura de carboni a causa de restriccions econòmiques.

Font: Institut Nacional de Metrologia del Regne Unit.