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