Llei de la reducció de la inflació dels EUA.

La Llei de Reducció de la Inflació de 2022 als Estats Units va suposar un punt d'inflexió en la competitivitat econòmica dels combustibles nets, fent-los cada cop més viables com a alternativa als combustibles fòssils.

Aquest marc legislatiu va introduïr incentius financers sense precedents per fomentar tecnologies de baixes emissions de gasos d'efecte hivernacle, incloent-hi la producció d'hidrogen de baixes emissions i combustibles líquids sintètics.

L'impacte d'aquesta històrica legislació ha estat analitzat en profunditat a l'estudi "Impactes de la Llei de Reducció de la Inflació sobre l'economia de l'hidrogen net i els combustibles líquids sintètics", que va ser publicat a Environmental Science & Technology. Aquesta anàlisi va permetre identificar quines vies de producció d'hidrogen i combustibles sintètics es beneficien més de les subvencions, quines encara no assoleixen la competitivitat econòmica malgrat els ajuts i quines incerteses podrien condicionar-ne l'èxit.

Els punts clau de la legislació històrica són:

Hidrogen: La producció d'hidrogen mitjançant electròlisi (hidrogen verd), en què s'utilitzen fonts d'electricitat que no emeten carboni per crear hidrogen a partir de l'aigua, disposa de grans ajuts fiscals. De fet, aquest credit fiscal, fa possible que obtenir hidrogen verd pasi de ser més de dues vegades més costós a una q    uarta part.

També permet que la producció d'hidrogen a partir de gas natural inclogui la captura de carboni (hidrogen blau) i així, competeixi amb l'hidrogen gris convencional.

Les linies d'ajut basades en la biomassa per a la producció d'hidrogen encara no estan prou subvencionades per competir amb altres vies, tot i que poden ajudar a minvar les reduccions d'emissions de carboni per unitat d'hidrogen produït.

Combustibles sintètics: Els ajuts per a combustibles nets, a partir del 2025 i que expirarà el 2027, s'hauria d'ampliar i renovar per fer què els combustibles sintètics siguin competitius en costos amb els combustibles derivats del petroli.Aquests ajuts es poden acumular amb altres subvencions. Amb un modesta intentsita dels ajuts es poden desenvolupar diferetns linies "netes" per produir combustibles sintètics  que poden ser competitives respecte els preus històrics del combustible per a avions.

No obstant això, les històriques  variacions en el ajuts i seva actual la curta durada fan que la futura competitivitat sigui incerta.

Punts de conflicte amb els reguladors: Tot i que es va acordar que la Llei de reducció de la inflació està a punt de tenir un profund impacte en l'energia neta als Estats Units, el grau d'èxit dependrà en part de com s'escriguin les regles d'aplicació dels ajuts.

Si les regles són massa laxes, es podrien combinar diferens ajuts que facin augmentar els seus ingressos dels ajuts sense els corresponents beneficis ambientals.  Tanmateix, si les regles són massa estrictes poden fer que ningú demani aqesut ajuts.

Llavors, perquè la Llei de Reducció de la Inflació assoleixi plenament els seus objectius, cal assegurar que els incentius econòmics impulsin realment el desenvolupament i la implantació de tecnologies netes, en lloc de generar beneficis financers sense un impacte ambiental tangiblen. 

Ramon Gallart

Estracció directa de Líti.

A les muntanyes dels Andes, hi han grans extensions blanques de sal les quals, s'estenen durant centenars de quilòmetres. Sota aquests plans hi han dipòsits d'aigua que contenen aproximadament tres quartes parts del liti mundial.

Durant dècades, s'ha extret aquest liti gràcies a bombejar aigua fins a la superfície i deixant-la evaporar fins que les sals de liti es concentren per ser filtrades. Aqeust procés dura més d'un any i permet deixar enrere residus que contenen altres metalls. També és cer que requereix prop de 2 milions de litres de recursos hídrics locals i això és un perjudici per les comunitats indígenes.

Amb el creixment dels vehicles elèctrics que instal·l3n emmagatzematge d'energia, es preveu que la demanda de liti augmenti més de 40 vegades el 2040, segons el Cleantech Group. Per poder fer front a la demadna, moltes empreses estan desenvolupant processos per filtrar químicament o físicament el liti de les salmorres i injectar la salmorra sota terra. Aquestes tecnologies d'extracció directa de liti (DLE) triguen hores en lloc de mesos i podrien duplicar la producció de liti a partir de les actuals operacions de salmorra. Tal com es va fer per l'extracció d'esquist per al petroli, el mètide DLE és una potencial tecnologia que permet canviar l'estratègai per al subministrament de liti ja què, podria fer possible accedir a noves fonts de liti, segons un informe de Goldman Sachs. Però a diferència dels riscos del fracking de pissarra, el DLE aporta beneficis ambientals, reduint l'ús de la terra, l'aigua, i els residus.

Summit és una d'una de la desena de les joves empreses que estan pilotant nous processos DLE amb la intenció de fer la producció comercial en el 2025. Els principals productors de liti del món, Albemarle i SQM, tenen previst provar les seves pròpies tecnologies DLE. A la Xina, ja hi han projectes comercials que utilitzen la tecnologia innovadora DLE de SunResin .

La majoria dels actuals projectes de DLE, es basen en l'adsorció. La idea és atrapar molècules de liti a les superfícies de petites perles fetes de materials i estructures físiques escollides amb cura. La majoria de les empreses actuals utilitzen una variació dels adsorbents d'alumini inventats fa 60 anys.

Les partícules basades en alumini de Summit Nanotech són altament poroses i la seva superfície està dissenyada per interactuar electrònicament amb ions de liti. Els porus tenen diàmetres comparables als ions de liti, que l'ajuden a agafar més del 90 % del liti de la salmorra; l'evaporació només es recupera al voltant del 40 %. 

SunResin utilitza el seu propi absorbent d'alumini. Tres productors xinesos de liti han estat utilitzant la tecnologia de SunResin des del 2017 i hi han cinc projectes més quee stan en curs, segons exposa l'informe de Goldman Sachs.

Per altre badna hi ha un procés bassat en l'intercanvi iònic que s'utilitza per a finalitats quotidianes, com ara els suavitzadadors d'aigua domèstics. Però desenvolupar un material d'intercanvi d'ions per al liti sempre ha estat un gran repte. De fetm des de fa 20 anys, les grans empreses han estat intentant que l'intercanvi d'ions funcioni. Només els materials ceràmics poden absorbir el liti amb una alta selectivitat, però el repte és fer una ceràmica duradora que pugui sobreviure als rentats de salmorra i l'àcid. Tot i que els materials ceràmics d'intercanvi d'ions actuals es degraden després de només 10 cicles les noves tecnologeis preveun que els ciclis superin els 2.000.

Els pesos pesants de la indústria del petroli i el gas comencen a ramificar-se al liti, segons el Financial Times.  La capacitat d'aprofitar diverses fonts nacionals de liti és d'especial interès per als  governs que en disposen.

Quina serà tecnologia  DLE guanyadora? encara no es sap ja que no s'entreveu  un clar guanyador  pel que fa al que volen els clients i al que pot oferir la tecnologia. Però totes les tecnologies DLE de separació atuals, ja s'utilitzen per a altres propòsits.

Font: Prachi Patel is a freelance journalist based in Pittsburgh. She writes about energy, biotechnology, materials science, nanotechnology, and computing.

Metanol verd.

La transició cap a fonts d’energia renovables comporta grans reptes, especialment pel que fa a la seva intermitència.

La integració d’energies com l’eòlica i la solar en les xarxes de distribució elèctrica requereix solucions d’emmagatzematge eficients per garantir un subministrament estable i fiable. D’aquesta necessitat sorgeixen diverses propostes, entre elles l’ús de cavitats subterrànies per emmagatzemar hidrogen i la conversió d’aquest en metanol com una possible alternativa viable.

A l’octubre de 2023, la Royal Society  va instar el govern britànic a desenvolupar infraestructures subterrànies per a l’emmagatzematge a gran escala d’hidrogen. Segons els experts, el Regne Unit hauria d’acumular fins a 1.000 vegades més energia en forma d’hidrogen del que actualment poden contenir els seus embassaments hidroelèctrics de bombeig reversible, superant àmpliament també la capacitat de les bateries. Afortunadament, el territori britànic disposa de dipòsits de sal subterranis que poden servir per aquesta finalitat, però no totes les regions del món compten amb aquesta avantatja. A la costa del Pacífic dels Estats Units, així com a la Xina, Àfrica i Amèrica del Sud, és difícil trobar formacions geològiques idònies per aquest tipus d’emmagatzematge.

Per als llocs menys afavorits, una solució ha estat proposada per investigadors alemanys: convertir l’hidrogen en metanol. Segons Tom Brown, expert en modelització energètica de la Technische Universität Berlin, el metanol presenta un gran avantatge respecte a l’hidrogen, ja que es pot emmagatzemar en estat líquid en dipòsits convencionals, facilitant-ne el transport i l’ús posterior.

Aquesta idea va guanyar encara més suport al novembre de 2023, quan la revista  Joule, va publicar un estudi que demostrava que l’emmagatzematge d’energia en forma de metanol pot ser rendible. La clau és integrar les tecnologies necessàries per a la producció d’hidrogen, la conversió en metanol i la generació d’electricitat, aprofitant així els excedents de producció renovable.

A més, el metanol de baix contingut en carboni ja està començant a substituir el fuel pesant utilitzat en la  navegació marítima, una de les fonts de contaminació més importants del sector del transport. A Texas, per exemple, ja hi ha una planta de generació de 25 MW que funciona amb metanol.

Un exemple destacat d’innovació en aquest camp és la central de generació de La Porte, a Texas, que utilitza el cicle Allam, una tecnologia avançada que crema combustible en un circuit tancat de diòxid de carboni en estat supercrític. Aquest sistema permet capturar el CO₂ de manera eficient sense les pèrdues associades als sistemes convencionals. Adaptar aquesta tecnologia per cremar metanol en un sistema d’energia totalment renovable podria representar un gran pas endavant en l’emmagatzematge i ús eficient de l’energia.

Els avantatges del metanol com a vector energètic són evidents: un sol tanc de 200.000 metres cúbics pot contenir suficient metanol per generar fins a 580 GWh d’electricitat. Els costos estimats d’aquesta solució es mouen entre els 77 i els 94 euros per MWh, una xifra que es troba dins dels llindars del mercat elèctric per a la compensació entre oferta i demanda mitjançant centrals de gas natural.

Malgrat això, l’informe va concloure que l’hidrogen emmagatzemat sota terra segueix sent l’opció més econòmica en aquells llocs on les condicions geològiques ho permeten. En concret, l’energia emmagatzemada en cavernes de sal seria entre un 14% i un 17% més barata que el metanol.

Més enllà d’aquestes opcions, també s’explora la construcció d’interconnexions elèctriques de llarg abast entre països per estabilitzar el sistema elèctric global. No obstant això, aquestes infraestructures poden trigar més d’una dècada a construir-se, fet que contrasta amb la rapidesa amb què es pot implementar l’emmagatzematge en metanol. Aquesta flexibilitat, sumada a la seva capacitat d’integració en infraestructures existents, podria convertir-lo en una solució de referència per a l’estabilització del subministrament energètic renovable.

Davant la urgència de la crisi climàtica, apostar per solucions d’emmagatzematge d’energia eficients i escalables és essencial. La conversió d’hidrogen en metanol es presenta com una alternativa viable, especialment per a aquelles regions que no poden comptar amb emmagatzematge subterrani. A curt termini, aquesta tecnologia podria esdevenir una peça clau en la transició cap a un sistema energètic net, fiable i sostenible.

Ramon Gallart