Calefacció amb hidrogen.

L'hidrogen, si prové de dividir l'aigua amb electricitat renovable, esdevé com a font d'energia respectuosa amb el medi ambient i podria ajudar a descarbonitzar sectors  com la indústria, el transport marítim i l'aviació.

Segons determines diversos estudis internacuonals, l'hidrogen no té sentit per escalfar habitatges i edificis ja que és massa car i ineficient per a aquest propòsit.

La calefacció de la llar depèn de la crema de gas natural o altres combustibles fòssils. La indústria del gas i la calefacció promouen l'hidrogen com a combustible substitut net dels combustibles fòssils. L'ús de l'hidrogen aprofitant les infraestructures actuals, seria molt més fàcil que canviar-ho  a bombes de calor elèctriques, que és actualment el major competidor. Diversos països estan considerant estratègies d'escalfament amb hidrogen.

La calefacció a la llar amb hidrogen és atractiva per a les empreses que tenen xarxes de gas perquè els permet continuar utilitzant els seus actius. La indústria de la calefacció està a favor perquè fabriquen sistemes que actualment utilitzen gas i es disposa de productes que poden funcionar amb hidrogen.

Mentrestant, els responsables polítics els agrada la idea perquè sembla fàcil i no cal substituir el gas de les canonades ni tampoc  hi ha cap tall de servei per al consumidor.

No obstant això, els números sobre costos i eficiència no són atractius. S'han analitzant diferents estudis independents del Brasil, Califòrnia, la UE i el Regne Unit el quals, inclouen models de sistemes energètics, modelització de costos de clients i estudis d'impacte ambiental, fets a escales que van des de l'àmbit d'una ciutat fins a a nivell internacional. 

Els estudis mostren que utilitzar electricitat renovable per fer primer hidrogen amb electròlisi i després utilitzar l'hidrogen per escalfar espais, és menys eficient que utilitzar l'electricitat per alimentar directament una bomba de calor. Els electrolitzadors tenen el 80 % d'eficiència i les calderes tenen una eficiència mitjana del 85 %, el que resulta en una eficiència global de l'escalfament d'hidrogen del 70 %. Mentrestant, una bomba de calor produeix de tres a quatre unitats de calor per cada unitat d'electricitat. És a dir, calen de cinc a sis vegades més electricitat per generar la mateixa quantitat de calor amb hidrogen que amb una bomba eficient de calor.

A més de ser menys eficient, l'hidrogen també és significativament més car per unitat de calor lliurada en comparació amb les bombes de calor. Canviar a l'hidrogen no és tan fàcil com sembla. Caldrà canviar les canonades de distribució, les canonades als edificis i els forns, tot això augmentarà el cost de calefacció dels consumidors.

En una recent cimera de l'hidrogen del Financial Times a Londres, un representant de serveis públics del Regne Unit va comparar la calefacció domèstica amb hidrogen amb la crema d'efectiu. Un informe de la firma d'anàlisi energètica Cornwall Insight va explicar que utilitzar hidrogen per escalfar una casa costaria el doble que utilitzar gas natural.

Però el lobby de l'hidrogen, recolzat per grans actors de la indústria del gas, és fort. El govern del Regne Unit està duent a terme una sèrie de petites proves privades per a l'escalfament amb hidrogen, i s'espera que pugi ajudar a decidir el paper que jugarà l'hidrogen sobre el futur estratègic  de la xarxa de gas en el 2026. El 2030, hi podria haver ciutats senceres que s'escalfin amb hidrogen al Regne Unit. Assajos similars d'escalfament d'hidrogen estan en curs a Espanya i als Països Baixos. Als Estats Units, on l' economia de l'hidrogen també està agafant velocitat gràcies a la Llei de reducció de la inflació, els monopolis del gas també comencen a impulsar el canvi a l'hidrogen.

Hi ha moltes aplicacions on l'hidrogen podria ser essencial. Però per als edificis, les bombes de calor són una tecnologia clarament que van per davant. Descarbonitzar la calefacció serà prou difícil.

Font: Prachi Patel és un periodista independent amb seu a Pittsburgh. Escriu sobre energia, biotecnologia, ciència dels materials, nanotecnologia i informàtica.

Automatizació de l'aviació.

En els darrers 20 anys he estat pilot i he vist com els avions han evolucionat i pot ser menys del que podríem imaginar. 

Per exemple, els pilots automàtics d’avui dia, són una mica més sofisticats al igual que els sistemes de navegació però, fonamentalment durant els darrers 30 anys l'estat de la tecnologia no ha canviat gaire.

És trist que encara es produeixin accidents a l'aviació i la causa més habitual sigui el que en l’argot aeronàutic es coneix com factor humà, bàsicament per males interpretacions o lentitud en combatre la incidència del que està passant a l'avió.

La combinació d'enginyer i pilot em fa entreveure que la indústria de l'aviació continua essent el mitjà de transport més segur, però arreu del mon l’aviació civil privada pateix masses accidents tot i així,  aquests es podrien prevenir amb l'automatització.

Penso que encara hi ha una mala percepció en el públic sobre els avions estan molt automatitzats però, en realitat no és exactament així. Els pilots automàtics d’avui dia que hi ha en una aeronau no tenen els nivells de redundància necessaris per gestionar realment l'avió a través de totes les fases del vol. Si be és cert que s’està treballant per construir aquestes tecnologies de navegació i automatització que  permetin tenir realment un avió totalment automatitzat i això, pot ser vindrà dir que els pilots estiguem tota l’estona supervisant.

Si s’aconsegueix que un avió estigui al 100% automatitzat, es millorarà en la seguretat i també s’obrirà un debat sobre les noves qualificacions dels pilots. No es descabellat pensar que s’aconseguirà volar de forma  més flexibles i també, serà més fàcils operar vols a més aeroports gràcies als nous tipus d'avions a més que, els avions més petits seran més pràctics i econòmics.

Respecte a les noves tecnologies, penso que la combinació de l'avió elèctric híbrid i el pilotatge remot és el que serà una gran revolució transformadora durant els propers deu-vint anys de manera que serà llavors quan realment aquest tipus de mobilitat canviarà.

Ramon Gallart

Convertir les central de carbó en nuclears.

En un planeta que aspira a ser neutre en carboni, les centrals elèctriques de carbó que abans erens incondicionalment necessàries, actualment són un anacronisme.

És cert que, en bona part del món en desenvolupament, continua creixent la capacitat de les centrals de carbó. Però a tot el món, augmenten les pressions polítiques i financeres  per prescindir per complert d'aquesta tecnología. Als Estats Units, la quota del carbó en la generació d'electricitat ha caigut en picat des del seu màxim de principis dels anys 2000. Es preveu que el 28 % de les plantes de carbó dels EUA es tanquin pel 2035.

A mesura que es tanquen les centrals de carbó, queden els seus edificis buits amb impacte sobre la pèrdua dels llocs de treball. Alguns analistes han proposat una solució que passa per convertir les velles centrals de carbó en centrals nuclears.

El 13 de setembre del 2022, el Departament d'Energia dels Estats Units (DOE) va publicar un informe que suggeria que, en teoria, més de 300 centrals elèctriques de carbó,  es podrien convertir a nuclears.

Els defensors d'aquesta conversió,  diuen que el procés té beneficis per a tots els implicats. Els operadors de les plantes podrien estalviar costos, amb línies de transport, les torres de refrigeració, els edificis d'oficines i les carreteres fetes. Les comunitats que abans depenien dels llocs de treball de les centrals de  carbó, ara podrien mantenir llocs de treball i una qualitat de l'aire molt millor.

Els analistes del DOE van examinar 349 instal·lacions de centrals de carbó que estan fora de servei i 273 les quals, encara estan en funcionament als Estats Units que podrien, albergar reactors nuclears.

Tanmateix, no totes aquestes plantes de carbó  són perfectes. La majoria de les centrals nuclears d'avui són grans reactors d'aigua lleugera, amb capacitats molt superiors a 1 GW, una mica més que les centrals de carbó. Els grans reactors necessiten fonts d'aigua consistents per refredar, cosa que no totes les antigues centrals de carbó poden disposar. Els analistes del DOE van reduir a només 35 emplaçaments de centrals de carbó tancades i a 96  centrals que estan en funcionament les quals, podrien albergar un gran reactor nuclear.

Però en el futur, no tots els reactors poden ser tan grans. Els diferents dissenys de reactors modulars petits podrien oferir uns quants centenars de MW. Depenent del disseny, es podrien refredar amb menys aigua o fins i tot amb aire natural, cosa que fa que siguin molt més viables. Amb aquesta hipòtesi es van identificar 125 centrals de carbó n funcionament i 190 centrals tancades que podrien albergar aquests reactors tan petits.

No serà fàcil. Als Estats Units, qualsevol nou reactor requereix de l'aprovació de la Comissió Federal de Regulació Nuclear (NRC), un procés que pot trigar fins a cinc anys i això, podria significar augmentar els costos en un sector que s'enfronta a l'augment dels preus. 

Una altre repte que cal abordar són les normatives de la NRC, tant per a la contaminació atmosfèrica com per a la quantitat de material radioactiu que podria alliberar un reactor, estàndards que són molt més estrictes que els de les plantes de carbó.

Font: IEEE Spectrum (Rahul Rao)